Разработка и исследование широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.09.12, кандидат технических наук Синяков, Виталий Викторович

• Синяков, Виталий Викторович
• кандидат технических наук
• 2002

Оглавление диссертации кандидат технических наук Синяков, Виталий Викторович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Регуляторы и стабилизаторы напряжения переменного тока с коммутаторами

1.1. Промышленные стабилизаторы напряжения сети переменного тока

1.2. Дискретные регуляторы и стабилизаторы переменного напряжения

1.3. Блочно-модульные источники питания с дискретными регуляторами напряжения

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. Ведомые сетью широко диапазонные полупроводниковые стабилизаторы напряжения переменного тока.

2.1 Стабилизация напряжения переменного тока с использованием ведомой сетью вольтодобавки.

2.2. Математическое описание и программа спектрального анализа форм напряжений вольтодобавок

2.3. Выбор формы напряжения и спектральный анализ вольтодоба

2.4. Аппроксимация формы напряжения вольтодобавки

2.5. Спектральный анализ напряжений вольто добавок в среде схемотехнического моделирования

2.6. Выходной фильтр стабилизатора напряжения переменного тока

2.7 Моделирование стабилизаторов напряжения переменного тока

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. Динамика широко диапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока.

3.1. Представление импульсного стабилизатора в виде замкнутой системы

3.2. Непрерывная аппроксимация периодических процессов в дискретном стабилизаторе рядами Фурье

3.3 Статические и динамические модели дискретных стабилизаторов

3.4. Исследование динамики широко диапазонных стабилизаторов переменного напряжения

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований, промышленной реализации и эксплуатации широкодиапазонных (всяких) стабилизаторов напряжения переменного тока.

4.1. Стабилизаторы переменного напряжения. Назначение. Технические характеристики и функциональные возможности

4.2. Конструктивные особенности стабилизаторов переменного напряжения

Выводы по главе 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока»

Сегодня уже невозможно представить нашу жизнь без использования электроэнергии. Современные технологии в области производства, транспортирования, а также доступность и универсальность в применении, наряду с низкой стоимостью, сделали электроэнергию неотъемлемой частью окружающего нас мира. Электрическая энергия используется во всех сферах жизнедеятельности человека, обладает совокупностью специфических свойств и непосредственно участвует в создании других видов продукции и различной деятельности.

Широкое использование электроэнергии в производственной и бытовой сфере наряду с возрастающим ростом её потребления остро поднимает вопрос не только о вырабатываемом количестве, но также и о качестве электроснабжения населения и предприятий.

В последние годы вопросам качества электрической энергии уделяется достаточно большое внимание, а в специализированных СМИ наблюдается интенсивный поток информации по этой теме. Вместе с тем, в большинстве случаев потребители электроэнергии обращают внимание на эту проблему только после личного столкновения с ней или с её последствиями. В тоже время можно отметить, что не всегда специалисты-энергетики до конца осознают важность этого вопроса.

Важность проблемы качества электроэнергии нарастает вместе с развитием научно-технического прогресса и широким внедрением на производстве и в быту современного высокотехнологичного и экономичного электрооборудования и приборов. Так, на производстве значительно возросло количество оборудования, использующего вентильные преобразователи, различные высокоэффективные технологические установки, такие как дуговые сталеплавильные печи, сварочные установки, электромагнитные прессы и т.д.

В быту в последние годы широкое распространение получили телевизоры, компьютеры и другие устройства, работающие на постоянном токе через вторичный источник питания и ухудшающие качественные показатели питающей электросети.

В итоге возник своего рода парадокс: применение новых технологий, которые экономичны, технологически эффективны и улучшают жизнь людей, отрицательно сказывается на качестве электроэнергии в электрических сетях.

Необходимо определить, что такое показатели качества электроэнергии? Какие из параметров качества наиболее критичны для используемого нами различного оборудования и приборов? Какие из них подвержены наиболее частому изменению?

Под качеством электроэнергии понимается соответствие электрической энергии требованиям, сформулированным в виде совокупности показателей качества (ПКЭ), для которых ГОСТ 13109 устанавливает нормально и предельно допустимые значения в системах электроснабжения общего назначения переменного трёхфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приёмники электрической энергии (точки общего присоединения).

Все отклонения характеристик электрической сети, питающей оборудование потребителей (приёмники электрической энергии), от ПКЭ ГОСТ 13109 принято называть нестабильностями, искажениями либо помехами.

Допускаются отклонения от норм ПКЭ, установленных ГОСТ 13109, только в следующих случаях:

- исключительные погодные условия или стихийные бедствия;

- непредвиденные ситуации, вызванные действием стороны, не являющейся энергоснабжающей организацией или потребителем электроэнергии;

- условиями, регламентированными государственными органами управления, а также связанными с ликвидацией последствий, вызванных исключительными погодными условиями или непредвиденными обстоятельствами.

Однако, далеко не всегда отклонения от норм ПКЭ вызваны перечисленными исключительными условиями или обстоятельствами.

Чтобы разобраться в этой проблеме, необходимо рассматривать этот вопрос комплексно, т.е. с точки зрения полного цикла, от производства и распределения электроэнергии, до непосредственной подачи для питания оборудования или приборов конечного потребителя.

Такая постановка вопроса связана с тем, что не все, и не всегда, регламентированные ГОСТ 13109 ПКЭ зависят только от состояния конкретной электросети пользователя и нагрузки, приёмника электроэнергии: оборудования, приборов или аппаратуры.

Необходимо отметить, что некоторые нестабильности, искажения или помехи могут возникать в конкретных сегментах, сетях или системах общего электроснабжения. Надо также рассматривать временные зависимости отклонения ПКЭ от нормы, которые бывают периодическими и случайными.

Для понимания проблемы качества электропитания рассмотрим процесс по производству и потреблению электроэнергии в следующих составляющих или подсистемах:

- глобальная электросеть - система электроснабжения общего назначения, которая объединяет в себе совокупность электроустановок и электрических устройств электроснабжающей организации, предназначенных для обеспечения электроэнергией различных потребителей (приёмников электрической энергии);

- местные или городские, районные электросети - совокупность электрических сетей общего назначения, т.е. электрических сетей электроснабжающих организаций, предназначенных для передачи электрической энергии различным потребителям (приёмникам электрической энергии), и центров питания, или распределительных устройств генераторного напряжения электростанций или распределительные устройства вторичного напряжения понижающей подстанции, к которым и присоединены распределительные (местные) сети;

- локальные сети потребителей - это электрические сети потребителей, подключённые к точкам общего присоединения, т.е. к точкам электрической сети общего назначения, местной электросети, электрически ближайшей к сетям рассматриваемого потребителя электрической энергии (входным устройствам рассматриваемого приёмника электрической энергии).

Проблемы, связанные с отклонением ПКЭ в точках общего присоединения или в точках присоединения локальных электросетей потребителей, необходимо рассматривать в последовательности общего построения системы электроснабжения, т.е. проблемы качества, возникающие в глобальной энергосети, последовательно отражаются на всех последующих системах электроснабжения: местных и локальных сетях. И наоборот, работа различного оборудования, сбои или изменения мощности потребления в локальных и далее местных электросетях отражаются в системе общего электроснабжения или в глобальной сети.

Под глобальной электросетью, прежде всего, будем понимать энергетические компании, крупнейшей из которых является РАО "ЕЭС России", которые объединяют в себе электростанции, вырабатывающие электроэнергию, используя различные виды топлива или другие источники энергии, и электроэнергетические предприятия, включающие в себя передающие и распределительные сети. Одной из основных задач РАО "ЕЭС России" является надёжное и качественное электроснабжение населения и промышленности.

На сегодняшний день часть проблем, связанных с качеством электроэнергии у потребителей, определяется именно вопросами деятельности данной компании. По целому ряду объективных и субъективных причин (организационных, финансовых, технических и т.п.) положение дел с качеством подаваемой потребителю электроэнергии не всегда находится на должном уровне.

Одним из примеров нарушения показателей ПКЭ в глобальной электросети может служить отклонение частоты. Нарушение ПКЭ по частоте может происходить как из-за отклонения нагрузки параллельно работающих электростанций относительно заданного диспетчерского графика, так и из-за отклонения нагрузки потребителей от договорной величины. Поэтому, действующие Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ устанавливают, что "ответственность за поддержание частоты в ЕЭС России несет диспетчер ЦДУ ЕЭС России". Виновными в нарушении ПКЭ по частоте в данном случае будут участники ФОРЭМ, допускающие увеличение заданного сальдо-перетока при снижении частоты и снижающие сальдо-переток при повышении частоты.

Следующим звеном, участвующим в доставке и распределении электроэнергии до потребителей, являются местные городские или районные электросети. Как и глобальной электросети, так и местным городским или районным распределительным сетям общего назначения присущи различные отклонения ПКЭ.

Электрическая энергия, поставляемая потребителю в локальные электросети или в приёмники электроэнергии, отнесена к категории хозяйственных товаров, подлежащих обязательной сертификации ГОСТ Р, и регламентируется Постановлением Правительства РФ от 13 августа 1997г. № 1013. Для этого разработана "Система сертификации ГОСТ Р" (Система сертификации ГОСТ Р. Временный порядок сертификации электрической энергии. Госстандарт России, Минтопэнерго России. М.,1998), определяющая порядок сертификации электрической энергии.

Типичными проявлениями отклонения ПКЭ от требований ГОСТ 13109 на участках местных электросетей (электрических сетей общего назначения принадлежащих электроснабжающим организациям) являются:

- перебои и кратковременные пропадания напряжения вследствие аварийного или ложного срабатывания систем защиты при перегрузках по мощности, переключениях на резервные вспомогательные линии и т.п.;

- перепады и отклонения напряжения, вызванные подключением и отключением различных мощных потребителей, перегрузках по мощности, изменениями схемы и параметров электрической сети;

- различные кондуктивные электромагнитные помехи, распространяемые по местным распределительным электрическим сетям.

На примере местной электросети, принадлежащей АО Мосэнерго, где Глав-госэнергонадзором и Госстандартом России, а также целым рядом уполномоченных ими организаций предпринимаются действия, имеющие целью обязать энер-госнабжающие организации, и в том числе АО Мосэнерго, провести сертификацию электроэнергии, можно сказать, что проблема обеспечения и контроля ПКЭ является на сегодняшний день нерешённой.

Особенностью решения проблемы соответствия ПКЭ в местных электросетях является их распределенность, а также два отдельных вопроса: диагностика и мероприятия направленные на устранение отклонений ПКЭ от требований стандарта.

Вопрос диагностики или контрольных измерений ПКЭ в точка общего присоединения в АО Мосэнерго выявили целый ряд нерешённых задач по научному, организационно-методическому, нормативно-правовому и приборному обеспечению этих мероприятий. Вызвано это также проведением огромного объема измерений, при которых от выбора контрольных точек и времени проведения измерений будут зависеть конечные результаты.

Утверждается, что по результатам измерений ПКЭ, со всех шин электрических станций Мосэнерго отпускается электрическая энергия, полностью удовлетворяющая требованиям ГОСТ 13109 по следующим ПКЭ: коэффициентам несимметрии напряжения по обратной и нулевой последовательностям, коэффициентам искажения синусоидальности формы кривой напряжения и ее гармонических составляющих до 40-й включительно. Не обнаружены случаи распространения искажений синусоидальности формы кривой по системообразующей электрической сети Мосэнерго. В то же время, на границах раздела между потребителями и энергоснабжающей организацией имеют место случаи превышения допустимых значений ПКЭ по отклонению напряжения, несимметрии и искажениями формы кривой напряжений. (Горюнов И.Т., Мозгалев B.C., Богданов В.А. Проблемы обеспечения качества электрической энергии.—АО Мосэнерго, http://www.mosenergo.ru/energy/articles/ees. 1.2001 .htm).

Мероприятия, связанные с устранением причин, вызывающих отклонение ПКЭ от требований стандарта, потребуют произвести целый комплекс работ, включающих точную диагностику и выявление источников нестабильностей, искажений и помех в электросетях. Эти работы потребуют значительных организационных усилий и финансовых затрат. Всё это в целом не позволяет в данный момент говорить о возможности решения вопроса с качеством электроэнергии на данном участке снабжения потребителя электроэнергией.

Следующим звеном, по которому потребитель получает электроэнергию, является его локальная сеть. Именно к локальной электросети мы подключаем своё оборудование и приборы (приёмники электроэнергии), поэтому этот участок является наиболее важным и определяющим в области качества электроэнергии для потребителя. На этом, конечном участке, проявляются все проблемы отклонений ПКЭ от требований стандарта, которые в конечном счёте влияют на работу электроприборов.

Специфика данного участка электросети такова, что к нему одновременно подключено оборудование и приборы, которые рассчитаны на эксплуатацию при определённых показателях качества электросети, и в тоже время, именно это электрооборудование создаёт часть нестабильностей, искажений и помех в локальной электросети пользователя и далее в местной электросети.

Необходимо отметить, что локальные электросети, как правило, находятся в собственности самих потребителей: электросеть квартиры, коттеджа, офиса, предприятия и т.п. Это в свою очередь определяет то, что правильность выполнения, эксплуатация и обслуживание локальной электросети находится в ведении самого пользователя и в целом зависят от его подхода к данному вопросу.

На практике часто бывает, что собственник квартиры или коттеджа считает себя достаточно компетентным в решении технических вопросов, связанных с электропитанием на своём объекте, что может привести к следующему:

- проект электросети при заказе и строительстве объекта (коттеджа, офиса и т.д.) составляется недостаточно квалифицированными, случайными лицами или практически отсутствует;

- локальная электросеть арендуемого помещения эксплуатируется "как есть", т.е. не происходит оптимизация под новые задачи или электрооборудование;

- объект, где находится данная локальная электросеть, практически никогда не проверяется специалистами-энергетиками или электриками из специализированных организаций, посещение которых происходит лишь после аварийных ситуаций; и

- рекомендации специалистов соответствующей организации по внесению изменений с целью приведения локальной электросети потребителя в надлежащее состояние не выполняются в полном объёме и должным образом;

- не происходит анализ потребляющего электроэнергию оборудования на предмет выявления активной/реактивной составляющей нагрузки, а также большая часть электроприборов не поверяется или не подлежит периодической поверке, в том числе и на предмет нестабильностей или помех, создаваемых в питающей электросети;

- локальные сети потребителей иногда подвержены перегрузке, т.к. новые электроприборы вводятся в эксплуатацию без учёта конфигурации существующей сети и без необходимого увеличения сечения проводки, за исключением случаев, когда эти просчёты выявляются практически сразу или в течении короткого времени в виде аварийного отключения внутренними защитными устройствами, а также вызванными аварийными ситуациями;

- другим различным недопустимым действиям потребителей.

Такое положение вещей вызвано также отношением соответствующих муниципальных и коммунальных служб к проблеме качества электроэнергии. Как правило, эти организации интересует состояние электросети до устройства, учитывающего потребление электроэнергии потребителем. А остальной участок локальной электросети инспектируется только после личного обращения потребителя в соответствующую организацию или в случае возникновения аварийной ситуации.

Рассмотрев вопрос потребления и качества электроэнергии комплексно, можно отметить высокую актуальность проблемы качественного электропитания. Однако, важно понимать, какие из регламентированных ГОСТом 13109 ПКЭ, наиболее подвержены недопустимым отклонениям, и какие наиболее критичны для эксплуатируемого оборудования и приборов.

В последние годы все большее внимание уделяется разработке источников электропитания с улучшенными энергетическими и эксплуатационными параметрами. Наибольшие трудности возникают при проектировании относительно маломощных источников электропитания. Традиционные способы построения таких источников позволяют создать устройство с достаточно высоким коэффициентом полезного действия, но с относительно невысокими удельными массогабаритными показателями. Прямое использование новой элементной базы и новых материалов в преобразователях напряжения не дает ожидаемых высоких результатов и зачастую обостряет решение проблемы, что в свою очередь затягивает сроки и повышает стоимость разработок. Поэтому исследование объективных причин, затрудняющих миниатюризацию преобразователей напряжения, разработка методов проектирования и их теоретическое обоснование с целью реализации устройств с повышенными удельными характеристиками соответствуют основным направлениям комплексной миниатюризации радиоэлектронной, вычислительной, информационной и др. аппаратуры, является актуальным и имеет большое практическое значение для развития силовой электроники.

Цель работы заключается в создании широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока с повышенными удельными характеристиками на основе теоретического анализа, моделирования, разработки и экспериментальных исследований.

Данная цель работы связана с решением следующих задач:

- на основе адаптивных дискретных органов (ключей) разработать и исследовать широкодиапазонные стабилизаторы переменного тока с неизменной и переменной структурами;

- на основе полупроводниковых ключей переменного тока разработать и исследовать широкодиапазонные, практически безинерционные дельта стабилизаторы переменного тока;

- получить аналитические соотношения для расчета основных процессов в широкодиапазонных стабилизаторах переменного тока;

- получить аналитические соотношения для расчета параметров элементов фильтра нижних частот с учетом всей совокупности взаимосвязанных требований.

Методы исследования.

При получении основных результатов в работе использовались методы теории автоматического управления, теории сигналов, теории матриц, преобразования Фурье, методов гармонического анализа и фильтрации. Достоверность и эффективность разработанных широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока подтверждается методами компьютерного и физического моделирования, результатами испытаний в системе сертификации Госстандарта России и результатами практического применения в различных отраслях промышленности.

В результате исследований получены следующие новые научные результаты:

- предложены методы расчетов широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока с переменной структурой, состоящих из стандартных преобразовательных модулей, позволяющие определить необходимое количество модулей и способ их соединения при заданных диапазоне сетевого напряжения, глубине регулирования и надежности;

- предложены методы расчетов широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока с изменяемым коэффициентом трансформации, показано, что коммутируемые секции следует выполнять с числами витков, образующих геометрическую прогрессию;

- предложены и реализованы алгоритмы переключения модулей или секций в моменты уменьшения напряжения на ключе практически до нуля;

- предложены, разработаны и исследованы широкодиапазонные и практически безынерционные полупроводниковые стабилизаторы напряжения переменного тока на основе двухключевого переключателя;

- получены аналитические соотношения, позволяющие оценивать динамику широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока;

- получены формулы, позволяющие определить параметры элементов фильтра нижних частот (ФНЧ) с учетом взаимосвязи между номером учитываемой гармоники, коэффициентом подобия фильтров и коэффициентом жесткости нагрузочной характеристики ФНЧ.

Практическая ценность результатов работы состоит в следующем:

- показано, что при выборе варианта системы электропитания необходимо решить три взаимосвязанные технико-экономические задачи:

- определить надежность вариантов системы электропитания;

- определить капитальные затраты, годовые эксплуатационные расходы;

- определить убытки потребителя от перерывов электропитания;

- показано, что во многих случаях оправданным является использование в системах электропитания (СЭП) стабилизаторов напряжения, предназначенных для электропитания различного оборудования стабилизированным напряжением 220В и снабженных фильтрами помех.

- приведены основные расчетные соотношения и даны рекомендации по выбору структуры стабилизаторов напряжения в зависимости от качества сети и требований нагрузки.

-приведены аналитические зависимости для расчета параметров элементов ФНЧ с учетом исходных данных, позволяющие получить ФНЧ минимальной массы.

Основные положения, выносимые на защиту:

- разработка и исследования широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока на основе исполнительных адаптивных дискретных органов;

- разработка и исследования широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока с переменной структурой на основе исполнительных адаптивных дискретных органов;

- разработка и исследования широкодиапазонных и практически безынерционных полупроводниковых стабилизаторов напряжения переменного тока на основе двухключевого переключателя;

- аналитические соотношения для оценки динамических свойств широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока;

- аналитические соотношения для расчета параметров элементов ФНЧ с учетом взаимосвязи между номером учитываемой гармоники, коэффициентом подобия фильтров и коэффициентом жесткости нагрузочной характеристики ФНЧ.

Реализация результатов работы.

Результаты работы использованы в ЗАО «Тэнси-Техно» при проведении ряда научно-исследовательских работ, разработке и производстве широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока с повышенными удельными характеристиками.

Применение широкодиапазонных стабилизаторов напряжения переменного тока с повышенными удельными характеристиками в различных СЭП позволило разработать не только новую идеологию построения систем вторичного электропитания, но и значительно улучшить энергетические и массо-объемные характеристики функциональной аппаратуры, повысить ее надежность, уменьшить стоимость, повысить технологичность и ремонтопригодность.

Эффективность использования разработанных и производимых устройств подтверждена соответствующими актами внедрения.

Апробация работы.

Основные положения работы и отдельные ее результаты докладывались автором и обсуждались на:

- Ш всероссийской научно-технической конференции «Устройства и системы энергетической электроники», г.Москва, 2001г.;

- заседании научно-технического семинара кафедры "Электрооборудование

ЛА", Московский авиационный институт, 2001г.;

- конференции профессорско-преподавательского состава Тульского Государственного Университета 2001г.;

- заседании научно-технического семинара кафедры "Автоматика и телемеханика" Тульского Государственного Университета 2001г.;

По результатам диссертации автором лично и в соавторстве опубликовано 6 печатных работ и получено 7 патентов на изобретение и свидетельств на полезную модель.

1. РЕГУЛЯТОРЫ И СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С КОММУТАТОРАМИ

Промышленные сети переменного тока 220В 50Гц по ряду параметров не соответствует ГОСТ 13109-97 (Электрическая энергия) и менее жестким требованиям ГОСТ 26342-84 (Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации). В первую очередь это относится к несоблюдению допустимых пределов отклонения сетевого напряжения, длительностей аварийного (отключенного) состояния сетей, наличию импульсных помех с амплитудой в единицы киловольт вследствие веерного отключения электроэнергии, превышения верхней границы напряжения 242В и длительные его провалы ниже порогового значения 187 В.

Обеспечить электроэнергией потребителей переменного тока в соответствии с нормативными требованиями можно при помощи стабилизаторов переменного тока, источников бесперебойного питания и т.п.

При выборе источника питания с аккумуляторной батареей (АБ) необходимо определить основной режим работы— бесперебойный или резервный. Как правило, резервные источники медленно восстанавливают энергию АБ. Поэтому время непрерывной работы в часах следует оценивать не по суммарной емкости установленных в нем АБ (А-ч), деленной на прогнозируемый ток нагрузки, а по времени полного восстановления комплекта АБ при минимальном напряжении сети.

Одной из наиболее сложных задач является выбор системы электропитания с лучшими (предпочтительными) технико-экономическими показателями.

При этом для выбора оптимального варианта системы электропитания необходимо решить три взаимосвязанные технико-экономические задачи:

- определить надежность вариантов системы электропитания;

- определить капитальные затраты и годовые эксплуатационные расходы;

- определить убытки потребителя от перерывов электропитания.

Убытки потребителя от перерывов внешнего электропитания уменьшаются при увеличении затрат на их устранение. При этом можно ожидать наличие минимума суммарных затрат потребителя.

Обозначим:

У1(р) - убытки потребителя от перерывов электропитания, У2(р) -затраты потребителя на сокращение времени перерывов электропитания,

У(р) - суммарные затраты потребителя. Ожидаемый вид этих функций показан на рис. 1.1. ю

Рис. 1.1. Иллюстративная зависимость затрат потребителя электропитания.

Надежность системы электропитания (СЭП) зависит от кратности резервирования и может быть определена некоторым количеством параллельно включенных силовых цепей электропитания, электропреобразовательных устройств (ЭПУ), источников вторичного электропитания (ИВЭП), коммутирующих устройств и т.д.

Анализ построения надежных, экономичных и эффективных СЭП позволяет сделать вывод, что их оптимизация сводится к решению следующих задач:

- уменьшение числа этапов преобразования электроэнергии до минимума;

- снижение потерь мощности в отдельных узлах и в самой системе, а также в силовой токораспределительной сети;

- использование новых схемотехнических решений и способов преобразования энергии, позволяющих повысить не только энергетические, но и качественные характеристики источников вторичного электропитания, входящих в состав СЭП;

- применение корректоров коэффициента мощности;

- рационализация СЭП и токораспределительной сети, ведущая к сокращению материальных и непроизводительных затрат;

- интеграция элементов и узлов СЭП, как основной путь повышения их надежности;

- унификация и функционально-модульное проектирование.

Наиболее перспективным направлением разработки и создания надежных и экономичных СЭП является построение их на базе комбинированных ЭПУ по децентрализованной структуре с "интеллектуальным" управлением. При этом во многих случаях оправданным является использование в СЭП стабилизаторов напряжения, представляющих собой устройства, предназначенные для электропитания различного оборудования стабилизированным напряжением 220В и снабженных фильтрами помех.