Дизель-генератор представляет собой комбинацию дизельного двигателя с электрическим генератором, обычно синхронным в случае изолированных систем, поскольку они, наряду с системами хранения, являются элементами микросети, отвечающими за регулирование частоты и напряжения. В отличие от источников ВИЭ, таких как ветровые и солнечные фотоэлектрические, дизельные генераторы являются управляемыми источниками, выходная мощность которых может автоматически регулироваться в соответствии со спросом. Эта особенность делает их по-прежнему необходимыми в изолированных системах, несмотря на их высокую стоимость эксплуатации из-за цен на топливо.

Дизель-генераторные установки и аккумуляторы в гибридных энергосистемах

Система, основанная на 100% ВИЭ, потребует негабаритных солнечных или ветряных установок и огромных систем хранения энергии, которые позволят системе ВИЭ постоянно удовлетворять спрос. Сегодняшние цены на системы хранения энергии и возобновляемые генераторы по-прежнему не позволяют делать это с прибылью.

Дизель-генераторы являются самым дешевым вариантом выработки электроэнергии для автономных систем, поскольку их первоначальные инвестиционные затраты на расчетный киловатт намного ниже. С другой стороны, дизельные генераторы имеют гораздо более высокие эксплуатационные расходы, поскольку они зависят от цены на топливо.

Дизель-генераторы очень компактны с точки зрения места, необходимого для их установки, но им требуется место для хранения топлива, а затраты на транспортировку топлива в отдаленные районы, такие как острова, могут быть очень высокими. приложения следующие:

Автоматический регулятор напряжения. Он контролирует генерируемую реактивную мощность для поддержания напряжения в допустимых пределах.

Электронный регулятор скорости (регулятор скорости). Он контролирует генерируемую активную мощность в соответствии с потреблением, регистрируя изменения частоты (контроль спада).

В любой электрической сети, когда выработка электроэнергии не полностью соответствует спросу, вращающиеся генераторы замедляются или ускоряются, а значения частоты отклоняются от своих эталонных значений (увеличиваясь, когда выработка превышает спрос, и уменьшая, когда выработки недостаточно для удовлетворить спрос). В больших и прочных сетях с инерцией тысяч вращающихся генераторов этот эффект менее выражен. Однако стабильность частоты является чувствительной проблемой для гибридных островных систем, потому что ветровые и солнечные фотоэлектрические системы имеют характерные колебания из-за изменения скорости ветра и солнечной радиации. Они также не вносят прямого вклада в инерцию энергосистемы, поскольку подключены к сети через инвертор и / или преобразователь. Каждый раз, когда частота системы отклоняется от номинального значения из-за каких-либо помех или изменений нагрузки или генерации, механизмы управления частотой работают на разных этапах, в зависимости от продолжительности динамики, чтобы противодействовать изменению частоты.

Этапы, которые происходят во временном интервале 0-20 секунд, следующие: Инерционный отклик. Когда в системе возникает дисбаланс мощности, дизельные генераторы поглощают или высвобождают кинетическую энергию, чтобы компенсировать изменение частоты, демпфируя скорость изменения частоты. Таким образом, кинетическая энергия, запасенная во вращающихся массах генераторов и двигателей, определяет чувствительность частоты системы к дисбалансу мощности. система управления дизель-генераторами обнаруживает ошибку между выходной и опорной частотами и исправляет несоответствие путем впрыска большего или меньшего количества топлива, регулируя положение клапана. Когда сеть формирует один дизельный генератор, им можно управлять в изохронном режиме. Это означает, что контроллер обнаруживает изменение частоты из-за дисбаланса мощности и корректирует впрыск топлива до восстановления номинальной частоты. Когда несколько дизель-генераторов работают параллельно, для них применяется контроль спада мощности, чтобы они разделяли изменения мощности.

При управлении спадом частота стабилизируется на квазистационарном значении, отличном от эталонного значения, в соответствии с характеристикой спада регулятора скорости, которая представляет собой снижение частоты, вызванное увеличением выходной мощности на 100% (обычно устанавливается в пределах 2,5%. и 5,0%). Когда все подключенные параллельно генераторы имеют одинаковую характеристику спада, они разделяют изменения мощности пропорционально их номинальной мощности. После того, как рассогласование мощности было исправлено, частота стабилизируется с постоянной ошибкой относительно номинальной частоты, второй контур управления (каждые 30 секунд — 1 минуту) изменяет характеристики спада так, чтобы генераторные установки работали на номинальной частоте при новое заданное значение активной мощности.

Чтобы иметь возможность быстро исправить дисбаланс выработки или потребления, дизельные генераторы, синхронизированные с системой, должны иметь некоторую оставшуюся доступную мощность. Эта мгновенно доступная генерирующая мощность называется вращающимся резервом и должна приниматься во внимание как функция проникновения возобновляемых источников энергии и емкости хранения при проектировании и эксплуатации гибридных микросетей на основе возобновляемых источников энергии.

Расход топлива и КПД дизельных генераторов

Производители обычно указывают расход топлива в четырех различных процентах от номинальной выходной мощности, обычно 25%, 50%, 75% и 100%. Эти точки обычно почти идеально подходят для определения расхода топлива как линейной функции от выходной мощности. Пересечение оси Y этой линейной подгонки представляет собой расход топлива на холостом ходу, который представляет собой количество топлива, израсходованного на поддержание вращения генератора без выработки энергии. Наклон кривой расхода топлива (в литрах на киловатт-час [л / кВтч]) представляет собой дополнительное количество топлива, потребляемого генератором в течение часа для увеличения его постоянной выходной мощности на 1 кВт. Его нормальные значения находятся в пределах 0,24-0,31 л / кВтч. Логично, что более крупные генераторы будут иметь больший расход топлива на холостом ходу.

Нижний предел выходной мощности

Низкий КПД — не единственная причина, по которой дизельные генераторы не должны работать с очень низким процентом их номинальной мощности. При нагрузках ниже этого процента топливо не может полностью сгореть из-за низкого давления в цилиндре, и происходит отложение углерода. Низкое давление в цилиндре приводит к плохому уплотнению поршневых колец, поскольку давление газа заставляет их прижиматься к масляной пленке на отверстиях и образовывать уплотнение. Из-за этого плохого уплотнения газы сгорания попадают в контакт со смазочным маслом на стенках цилиндров, сжигая его и создавая глазурь, которая устраняет эффект хонинговальных следов на цилиндрах, вызывая плохую смазку.

Несгоревшее топливо протекает и смешивается со смазочным маслом, а форсунки двигателя забиваются сажей, что приводит к еще более плохому сгоранию, в результате чего двигатель входит в цикл быстрого разложения. При низком давлении температура внутри поршней также ниже, и вода конденсируется, образуя кислоты с некоторыми побочными продуктами сгорания, которые смешиваются со смазочным маслом, что еще больше увеличивает износ. Таким образом, продолжительные периоды работы генератора с очень низкими нагрузками приведут к необратимому повреждению генератора. По этой причине, в зависимости от профиля нагрузки и проникновения ВЭ, часто необходимо включать в мини-сети дизельные генераторы с различной номинальной мощностью, чтобы при низкой мощности, требуемой от дизель-генераторов, можно было отключать более крупные генераторы и генераторы меньшего размера могут обеспечивать эту мощность более эффективно.

Некоторые компании начинают коммерциализировать генераторные установки, которые могут эффективно работать в условиях низкой нагрузки в течение продолжительных периодов времени с минимальным накоплением углерода и иметь хорошую способность выдерживать нагрузку при низкой нагрузке. Другой альтернативой для работы при низкой нагрузке является генераторная установка с регулируемой частотой вращения с силовым электронным преобразователем для взаимодействия с сетью. Таким образом устраняются проблемы работы с фиксированной скоростью и низкой нагрузкой. С другой стороны, это решение увеличивает стоимость и сложность. Размер имеющихся в продаже генераторов с регулируемой скоростью также ограничен.

Классификация дизельных генераторов

В соответствии с типом работы, для которой они предназначены, дизельные генераторы классифицируются по трем категориям в стандарте ISO 8528-1. 156. Номинальная мощность в режиме ожидания. Резервные генераторы энергии специально разработаны для обеспечения аварийного питания во время отключения электроэнергии. У резервных генераторов нет возможности перегрузки. В конструкции этих генераторов учитываются только короткие периоды работы при критических нагрузках. Номинальная мощность. Приложения основной мощности делятся на две категории: Ограниченное время работы: в этом случае дизельные генераторы работают сокращенное количество часов (менее 1000 часов в год). Этот тип не подходит для большинства мини-сетей. Неограниченное время работы: в этом случае дизельные генераторы не предназначены для непрерывной выработки максимальной мощности в течение длительных периодов времени. Они правильно интегрируются в мини-сети, в которых выходная мощность ВИЭ заставляет генераторы в течение некоторых периодов работать при низких коэффициентах нагрузки.

Длительная номинальная мощность (базовая нагрузка). В этом режиме работы генератор обеспечивает постоянную потребность в энергии. Эти генераторные установки работают на высоких номинальных уровнях, обычно превышающих 75%. Они не предназначены для постоянного изменения выходной мощности или работы при низких нагрузках. Это правильный тип генератора для обеспечения непрерывной базовой генерации в гибридных изолированных сетях.

С другой стороны, дизельные генераторы могут быть трехфазными или однофазными. Трехфазные генераторы для того же напряжения и мощности более компактны и дешевле, чем однофазные генераторы. По этой причине однофазные генераторы номинальной мощностью более 30 кВт не распространены.

Системы хранения электрических батарей

Электроэнергия в мини-электросетях может храниться различными способами: в виде механической потенциальной энергии в маховиках и малых гидроаккумулирующих установках или в виде химической энергии в батареях. В этом документе рассматривается только последнее. Сами батареи являются лишь частью (и наиболее дорогостоящей) аккумуляторной системы хранения электроэнергии (BESS), которая также включает системы мониторинга, управления и преобразования энергии.

Роль аккумуляторов в мини-сетях

Накопление энергии выполняет две основные функции в изолированных мини-сетях, и для обеих из них потребность в накоплении увеличивается с проникновением ВЭ: поддержка сети (краткосрочная компенсация мощности). В отличие от больших энергосетей, где отдельные нагрузки и генераторы составляют очень небольшую долю от общего производства или потребления, а потоки мощности быстро компенсируются инерцией вращающихся машин и их систем управления, поддержание баланса между производством и потреблением энергии.

Гораздо сложнее в островных мини-сетях. В этих небольших сетях подключение и отключение отдельных нагрузок может составлять большой процент от общего потребления, который один или два дизель-генератора не могут покрыть достаточно быстро. Эта проблема становится еще более очевидной, поскольку мы стремимся увеличить проникновение ВЭ. Прохождение облаков и изменение скорости ветра, иногда, когда возобновляемая генерация составляет большой процент, могут привести к внезапному падению генерации на 70% всего за несколько секунд. Сочетание аккумуляторного накопителя с правильно управляемыми преобразователями позволяет компенсировать столь резкие колебания генерации и спроса в диапазоне миллисекунд.

В целях поддержки сети ограничивающей характеристикой является максимальная мощность заряда и разряда. Под максимальной мощностью подразумевается емкость, которая связана с отношением максимальной мощности к номинальной емкости, которое батареи могут выдержать без значительного сокращения срока их службы.

Пример профиля мощности батареи в режиме поддержки сети можно увидеть для мини-сети с двумя дизельными генераторами и высокой проникающей способностью солнечной энергии. Батарея мгновенно компенсирует колебания солнечной генерации, вызванные облаками, и возвращается в состояние покоя, когда контроллеры дизельных генераторов (с более медленной динамикой) снова восстанавливают баланс мощности.

Отслеживание нагрузки или смещение нагрузки (долгосрочное управление энергопотреблением). Аккумуляторные батареи также могут использоваться для хранения излишков возобновляемой генерации в периоды низкого спроса и высокой генерации, вместо того, чтобы сокращать их с помощью инверторов или рассеивать их в сбросных нагрузках. Эта накопленная энергия может позже разряжаться в периоды повышенного спроса или отсутствия выработки ВЭ, тем самым экономя топливо. Если конфигурация мини-сети позволяет работать без вращающейся машины, это может привести к периодам работы без работающего дизельного генератора, что приведет к снижению эксплуатационных расходов.

Характеристики основной батареи

Фундаментальные переменные, которые определяют пригодность запоминающего устройства для мини-сетей, следующие:

Емкость накопителя энергии. Емкость аккумулятора — это количество энергии, которое может храниться в аккумуляторе. Производители могут указать это число в кВтч или в ампер-часах (Ач) при номинальном напряжении. В свинцово-кислотных аккумуляторах из-за эффекта мощности фактическая наблюдаемая емкость не является точно постоянной величиной и будет зависеть от способа разряда аккумулятора. Фактическая емкость уменьшается с увеличением скорости разряда. Когда вес и / или пространство являются ограничением, плотность энергии, определяемая как мощность над массой (ватт-час на килограмм [Втч / кг]) или объем (ватт-час на кубический метр [Втч / м3]), также является фактором рассмотреть возможность.

Максимальные скорости заряда и разряда. Это меры того, насколько быстро можно заряжать и разряжать аккумулятор; они могут быть выражены в кВт или в амперах (А) при номинальном напряжении. Опять же, реальное поведение батарей нелинейно, и максимальная мощность, которую можно извлечь из них, зависит от таких факторов, как степень заряда. Для высокоуровневых расчетов допустимо использовать номинальные значения. Скорость зарядки ниже, чем скорость разрядки для большинства технологий.

Срок жизни. Это показатель того, как долго батарея может работать должным образом. Эта информация обычно дается как количество циклов определенной глубины разряда, которое может выдержать батарея, или как общее количество энергии, которое может циркулировать через батарею до отказа, обычно определяемое как уменьшение емкости на 20%. Последний критерий называется пропускной способностью энергии за весь срок службы, которая не может точно предсказать срок службы. Несмотря на это, он часто используется для моделирования проектов из-за его простоты и отсутствия лучших критериев. Изменения температуры, вызванные условиями окружающей среды и высокой скоростью зарядки или разрядки, имеют большое влияние на срок службы, которое этот критерий не может принять во внимание. Не существует стандартных методов прогнозирования срока службы в зависимости от работы от батареи. Это горячая тема для исследований, учитывая, что еще одна замена блока батарей может существенно повлиять на стоимость проекта мини-сети. Помимо износа, вызванного частым использованием, батареи (в некоторых технологиях больше, чем в других) также будут снижать свою производительность из-за старения (особенно при суровых температурах окружающей среды), что обычно называют календарным сроком службы.

Диапазон рабочих температур. Батареи имеют оптимальную температуру, при которой они могут работать, диапазон допустимых температур, при котором батарея работает со сниженными номинальными характеристиками, и диапазон температур, за пределами которого батареи будут необратимо повреждены. Эта информация имеет ценность в зависимости от климатических условий мини-сети и иногда является решающим фактором, который склоняет чашу весов в пользу одной технологии над другой.

Эффективность. В процессе преобразования электрической энергии в химическую энергию, которая накапливается в батарее, и наоборот, некоторое количество энергии теряется. Энергия, которая может быть разряжена от батареи, всегда будет меньше энергии, заряженной в нее. Важность этих потерь может быть выражена как процент энергии, которая может быть разряжена из батареи, по сравнению с энергией, используемой для ее зарядки.

Начальные инвестиции. Общие капитальные затраты на установку аккумуляторной батареи также будут зависеть от других факторов, таких как транспорт, местные расценки на рабочую силу и т. д. Капитальные затраты, помимо самого аккумуляторного блока, включают преобразователи, защитное оборудование, систему управления, которая позволяет оператору контролировать и контролировать состояние батареи удаленно. Батарея является важным устройством, которое сильно влияет на общую стоимость в течение срока службы системы.

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание. Некоторые батареи требуют более тщательного обслуживания, чем другие, чтобы оставаться в хорошем рабочем состоянии. На количество денег, которые необходимо потратить на хорошее обслуживание, влияют многие факторы: тип технологии, наличие местных квалифицированных операторов, размер установки, условия температуры и влажности и т. д.

Хотя некоторые стандарты, относящиеся к батареям для ВИЭ существуют приложения (например, IEC-61427), по-прежнему отсутствуют определенные стандарты, которым производители должны следовать при предоставлении данных о производительности. По этой причине выбор аккумулятора — это задача, которой в идеале должны руководствоваться специалисты в данной области.

Электрические аккумуляторные технологии

Свинцовые, литиевые, никелевые или натриевые батареи могут использоваться в зависимости от конкретных системных требований. Обычно батареи с наименьшими капитальными затратами не являются наиболее рентабельной альтернативой на протяжении всего срока службы проекта и могут не быть оптимизированы для требований к производительности мини-сети].  Специфические технические и экологические требования системы являются основными движущими силами при выборе технологии батарей для автономных или мини-сетевых систем возобновляемой энергии. Приведено краткое описание нескольких коммерчески доступных технологий.

Свинцово-кислотные батареи

Свинцово-кислотные аккумуляторы — это самый старый тип аккумуляторов, и он включает в себя широкий спектр моделей, что позволяет адаптировать их к любому применению мини-сети. На сегодняшний день они по-прежнему являются наименее дорогим типом аккумуляторов. Существует два основных типа свинцово-кислотных аккумуляторов глубокого разряда: аккумуляторы с жидким электролитом и с регулируемым клапаном. В свинцово-кислотных аккумуляторах с влажным аккумулятором (или свинцово-кислотных аккумуляторах с жидким электролитом) в качестве электролита используется дистиллированная вода, которую необходимо заменять примерно два-три раза в год. Принято считать, что свинцово-кислотная технология уже достигла своего максимального развития и никаких значительных улучшений в производительности или сроке службы не произойдет. Таким образом, их главное преимущество — низкая стоимость, но они довольно недолговечны с точки зрения циклов по сравнению с другими технологиями. Следовательно, блок свинцово-кислотных аккумуляторов должен иметь более высокую емкость, чем другие технологии, для достижения аналогичного срока службы для одного и того же приложения. Они также обычно имеют более низкий КПД в оба конца, чем другие батареи, а их рекомендуемый минимальный уровень заряда составляет около 30% -40%, что снижает их эффективную емкость.

Никелевые батареи

Никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металл-гидридные (Ni-MH) батареи уже несколько десятилетий используются в качестве альтернативы свинцово-кислотным батареям, хотя они более дорогие. У них более продолжительный срок службы и устойчивость к суровым условиям.

Их основные преимущества заключаются в следующем:

Длительный календарный срок службы (обычно более 20 лет) и более длительный срок службы, чем у свинцово-кислотных аккумуляторов.

Прочность и надежность, поскольку они очень устойчивы к экстремальным температурам и хорошо переносят механические и электрические повреждения.

В суровых условиях окружающей среды никель-кадмиевые батареи представляют собой отличный вариант для электрификации сельской местности. Хотя первоначальные затраты немного выше по сравнению с другими технологиями, их надежность может быть конкурентоспособной в определенных приложениях. Хотя никель-металлогидридные батареи более дорогие, некоторые характеристики могут сделать их более подходящими, чем никель-кадмиевые батареи, например, более высокая плотность энергии (важно, когда пространство ограничено) и отсутствие необходимости в кондиционировании, чтобы избежать эффекта памяти.

Еще одним важным соображением является кадмий является токсичным тяжелым металлом, что является проблемой с экологической точки зрения.

Литий-ионные батареи

Являются наиболее распространенными в портативных электронных устройствах, а также в электромобилях из-за их высокой плотности энергии и превосходных способностей к циклическому использованию. Их главный недостаток — более высокая стоимость; Однако ожидается, что цены, которые сильно снизились за последние 2 года, продолжат снижаться.

Их основные характеристики следующие:

высокая эффективность приема-передачи;

конструкция, не требующая обслуживания;

длительный календарный и циклический срок службы;

высокая плотность энергии (меньший вес и более компактный).

Этих характеристик часто было достаточно, чтобы компенсировать их более высокую цену (вдвое дороже свинцово-кислотных аккумуляторов) в мини-сетях для электрификации сельских районов. Литий-ионные элементы могут иметь разную геометрию, например цилиндрические, призматические или карманные.

Также существует несколько различных литий-ионных химических составов, каждая в зависимости от выбора материала анода (графит, углерод, литий, титанат) и катодов (оксид лития-марганца, никель-кобальт-алюминий, литий-железо-фосфат, литий-кобальт- окись). Каждая литий-ионная технология предлагает различные компромиссы между различными эксплуатационными характеристиками (срок службы, термостойкость и т. д.), И поэтому идеальный выбор будет зависеть от области применения. Обычно литий-титанатные батареи обладают лучшими характеристиками с точки зрения срока службы и плотности энергии, но в настоящее время они значительно дороже, чем другие литий-ионные технологии. Эта технология требует системы управления батареями, чтобы избежать перезарядки, выполнить балансировку ячеек и контролировать температуру ячеек. Обычно производители LIB предлагают в рамках этой технологии удаленный мониторинг определенных параметров батареи, таких как состояние заряда, профиль мощности, износ батареи и другие условия эксплуатации.

В аккумуляторах на основе расплавленных солей, таких как натрий-сера и хлорид-никель-натрий, в качестве электролита используется расплав солей. Натриево-серные батареи больше подходят для больших сетей хранения, чем для мини-сетей. Хлоридно-натриевые батареи являются новейшей технологией, и их использование для обеспечения устойчивости мини-сетей изучается. Вот некоторые важные особенности этой технологии: легко выдерживает высокие температуры, почти не требует обслуживания и менее чувствительна к условиям на месте.

Ультраконденсаторы

В гибридных системах хранения (батарея / ультраконденсаторы) используется комбинация обеих технологий. Ультраконденсаторы — это электрохимические конденсаторы большой емкости, которые могут заряжаться или разряжаться со скоростью, ограничиваемой только силовой электроникой преобразователей. Эта характеристика становится еще более интересной в сочетании с батареями в приложениях поддержки сети. В приложениях этого типа аккумулятор должен мгновенно компенсировать рассогласование мощности до тех пор, пока другие более медленные контроллеры не смогут восстановить баланс. Объединение батарей и ультраконденсаторов в устройство с интеллектуальным управлением позволяет снизить емкость батареи, поскольку ультраконденсаторы могут обеспечивать эти короткие всплески мощности.

Электрическая распределительная сеть

В случаях, когда нет пригодной для использования ранее существующей распределительной сети, необходимо определить наиболее подходящую конфигурацию линии. В изолированных сообществах подавляющее большинство нагрузок будут однофазными; Таким образом, трехфазное распределение не обязательно, и преобразователи могут использоваться для нескольких двигателей, требующих трехфазного питания в сообществе. Возможны различные однофазные и трехфазные конфигурации. Наилучшая конфигурация будет зависеть от величины потребляемой мощности, количества и местоположения потребителей и генераторов и т. д. Уровень мощности, при котором трехфазная конфигурация становится более экономичной, чем однофазная, зависит от конкретных условий в зависимости от этих факторов. Ниже описаны несколько конфигураций.

Однофазная двухпроводная конфигурация. Это самая простая конфигурация: все генераторы и потребители подключены к одной и той же фазе переменного тока. Один из двух проводов может быть заземлен. Чтобы получить электроэнергию, все, что нужно сделать потребителю, — это коснуться этих двух проводов. В этом аспекте его проще проектировать, чем другие конфигурации, поскольку нет необходимости балансировать нагрузки между фазами. Падения напряжения и потери мощности в однофазных системах выше, чем в трехфазных распределительных сетях. Однако в небольших мини-сетях с низкими уровнями мощности минимальный размер проводов может быть ограничен причинами механического сопротивления, оставляя падение напряжения и потери мощности в допустимых пределах. В таких случаях увеличенная допустимая нагрузка по току, предлагаемая более дорогой трехфазной распределительной системой, не потребуется.

Однофазная, трехпроводная (разделенная фаза) конфигурация: Эта конфигурация в основном используется в системах, в которых номинальное напряжение распределения составляет 120 вольт. Для этого требуется третий провод и выходное напряжение генераторов, например, 120–120 вольт. Если нагрузки сбалансированы между двумя разделенными фазами, емкость линии с третьим проводом в четыре раза больше, чем в двухпроводной конфигурации. Когда разделенные фазы неуравновешены, что обычно имеет место в мини-сетях, эта емкость увеличивается по сравнению с двухпроводной конфигурацией, которая уменьшается.

Трехфазное: трехфазное распределение теоретически является наиболее экономичной конфигурацией с точки зрения размера проводника, учитывая те же ограничения по падению напряжения и потерям. В более крупных мини-сетях, где есть потребители, большая или значительная промышленная деятельность, требующая трехфазных двигателей, трехфазное распределение имеет больше смысла, чем однофазное. Однако при планировании распределительной линии следует приложить усилия, чтобы максимально сбалансировать нагрузки между фазами в пиковое время, чтобы минимизировать потери. Общая выходная мощность трехфазных генераторов снижается, когда фазы не сбалансированы.

Три провода и нейтраль (соединение звезда) — наиболее часто используемая конфигурация для трехфазного распределения, поскольку ток передается при напряжении в 1,73 раза выше, чем при соединении треугольником. Это означает, что требуемый ток для той же мощности уменьшается в тот же коэффициент, а потери мощности при распределении в три раза ниже, чем при конфигурации треугольника, когда нагрузки сбалансированы. Нейтральный проводник можно заземлить, хотя это не всегда необходимо или удобно. По этой причине дельта-конфигурация используется гораздо реже. Однако это более надежная конфигурация при работе с сильно несбалансированными нагрузками, поскольку каждый из трех проводов питает нагрузку двух фаз. Таким образом, перегрузочная способность каждой отдельной фазы выше, чем в системах с соединением звездой.