CC BY
27
УДК 621.316.761.2
Власенко Р. В.1, Бялобржеський О. В.2
AcnipaHm, Кременчуцький нацюнальний yHieepcumem iMeHi Михайла Остроградського, УкраТна,
E-mail: [email protected]
2Канд. техн. наук, доцент, Кременчуцький нац/ональний yHieepcumem iMeHi Михайла Остроградського, УкраТна
КОРЕКЦ1Я АЛГОРИТМУ ВИЗНАЧЕННЯ ЗАДАНОГО СТРУМУ СИЛОВОГО АКТИВНОГО Ф1ЛЬТРА НА ОСНОВ1 ТЕОРИ ФР1ЗЕ В
УМОВАХ НЕСИМЕТРП
Забезпечення якосmi електричног енергп потребуе комплексного тдходу до проектування та вибору фтьтро-компенсуючих та симетруючих пристрогв. На пiдставi аналiзу вiдомих робт встановлено, що формування струму фтьтру здшснюеться за алгоритмом в основi якого закладет елементи теори потужностi. В ходi моделювання на ЕОМ вiдзначено, що використання теори потужностi за Фр1зе в трифазних системах доцть-не, але потребуе корекци. Шляхом використання методiв теори електротехтки та сучасних стандартiв з визначення складових потужностi, запропоновано корекщю алгоритму визначення заданого струму силового активного фтьтру. При цьому, додатково визначаються складовi напруги та струму прямог послiдовностi та е^валентний кут зсуву. Моделюванням силового активного фтьтру, 1з запропонованими змтами в системi керування, обтрунтовано ефективтсть пропонованого ршення. В результатi доведено, що виконувати формування струму силового активного фтьтру з використанням теори Фр1зе введенням заметь середнього зна-чення активног потужностi за фазами — активног потужностi прямог послiдовностi, яка визначена вiдповiдно до позицш стандарту IEEE 1459-2010.
Ключов1 слова: силовий активний фтьтр, теорiя потужностi Фрiзе, несиметричне навантаження, стандарт IEEE 1459-2010
ВСТУП
Нараз! актуальним е питання забезпечення якосп електроенерги для електричних мереж. Наявшсть в промис-ловосп велико! шлькосп потужних асинхронних елект-родвигушв викликае потоки реактивно! потужносп в мереж1 мiж частинами постачання та споживання елект-рично! енергп. Реактивна потужшсть супроводжуе про-цеси перетворення активно! потужносп i пов'язана, зок-рема, з роботою та режимами електричних машин. Про-цес циркуляци реактивно! потужносп призводить до зб!льшення втрат електроенерги в електричних мережах та електричних машинах [1], несприятливо впливае на рiвень напруги в мереж!, що призводить до зниження пропускно! здатносп системи передач! електроенерги.
Впровадження нашвпроввдниково!' техтки в електро-енергетику загострило проблему якосп появою вищих гармошк струму i напруги. Так пристро!, як тиристорш регулятори напруги, кероваш випрямляч!, перетворю-вач! частоти i автономш швертори напруги генерують гармошки частоти яких сягають 1-20 кГц. Спектральний склад вищих гaрмонiк струму, який змiнюеться при змш режиму керування перетворювачем, унеможливлюе правильне налаштування силових пасивних фшьтр!в, що суттево зменшуе ефективнiсть !х використання [2].
В1д електричних мереж з р!внем напруги до 1 кВ от-римують електричну енергiю однофазш споживaчi !з р!зним характером навантаження, яш не тшьки генерують реактивну потужшсть та вищ! гармошки, але i не-р!вном!рно завантажують фази мереж1, створюючи не-
симетрш. До таких навантажень ввдносять: в промисло-вому секторi - однофазш електрошлaковi печi, зварю-вaльнi агрегати, однофaзнi двигуни; в побутовому сектор! - комп'ютерш кластери, перифершт пристро! та iнше. Несиметричнi режими роботи негативно впливають на роботу генератор!в, трансформатор!в та самих споживач!в електроенерги, i тим самим знижують час безввдмовно! експлуатацп зазначеного електрообладнання.
Для покращення показник1в електрично! енергп та зменшення впливу описаних вище явищ все часпше ви-користовують силов! активш фшьтри [3, 4]. Силовий активний фшьтр (САФ) - керований нашвпровщниковий пристрш виконаний за мостовою схемою з' еднання тран-зисторних елемеппв, призначений для зниження реактивно! потужносп та р!вня вищих гармошк струму. Зва-жаючи на керовашсть перетворювача САФ можна при-пустити функцюнальну можливють - виконувати симет-рування струм!в навантаження [5], за умов наявносп вщповщного алгоритму формування струму.
В той же час ефектившсть роботи САФ значною час-тиною визначаеться алгоритмом формування заданого струму для кожно! лши вузла мереж1, як правило це складов! струму, що вщповщають неактивним компонентам потужносп. Для визначення неактивних компонент зас-тосовують ввдповвдш теори потужносп [4]. Реатзащя алгоритму визначення заданого струму та формування !мпульав управлшня силовим перетворювачем, на його подстав!, е складовими, як1 впливають на як1сть фшьтрацл та швидкодш роботи САФ.
©Власенко Р. В., Бялобржеський О. В., 2016
МЕТА РОБОТИ
Корекщя алгоритму визначення заданого струму та дослiдження ефективносп трифазного силового активного фшьтру при рiзних умовах несиметрп.
АНАЛ1З ПОПЕРЕДН1Х МАТЕР1АЛ1В
Побудова ефективних систем керування вимагае визначення адекватно! оцшки складових струму, як1 зумов-люють неактивну потужнiсть, вищi гармошки та несиметрп. Виконати декомпозицш складових можливо при застосуваннi теорш миттево! потужностi. Зокрема, ви-користання перетворення Кларка та перехiд ввд трифаз-но! системи до фжтивно! однофазно!, забезпечуе визначення активних та неактивних складових миттево! потужносп, вщповвдно до рд-теори [6, 7]. Остання знайшла зас-тосування для трифазних трипроввдних та чотирипровщ-них к1л, а для трифазних чотирипроввдних к1л з несимет-ричними режимами чи навантаженнями отримала роз-виток у виглядi рдг-теори [8].
В той же час, достатню популяршсть серед дослщ-ник1в отримала теорiя потужностi, яка була запропоно-вана в 1931 роцi польським вченим С. Фрiзе. На момент створення теорiя Фрiзе не знайшла прихильниюв та прак-тичних застосувань, i протягом 60 рок1в залишалася ведомою вузькому колу науковцiв [9]. Проте, ситуащя рiзко змiнилася в шнщ ХХ столiття. З розвитком нашвпровщ-никово! технiки та з проривом у виробництвi транзис-тс^в ЮБТ, М08ЕЕТ, науковцями та техтчними фах1вця-ми почали вивчатися силовi активнi фiльтри. Для управ-лшня САФ отримала певне застосування теорiя потужносп Фрiзе [6, 10]. Алгоритм визначення для компенсаци неактивних складових струму, за теорiею Фрiзе, можливо реалiзувати, як для однофазних, так i для трифазних споживачiв з лiнiйним та нелшшним навантаженням. Проте в останньому випадку виникае необхiднiсть визначення рацюнального рiвня симетрування [5].
Ввдповвдно до теори Фрiзе [6, 9] струм розкладають на двi складовi - активну /i пасивну 1П в часовiй областi:
i = iA + in,
(1)
для визначення ocTaHHix додатково розраховують активну потужшсть P та квадрат середньоквадратичного зна-чення напруги U2RMS за перiод Т:
1 г
P = — u ■ idt. т 0 ;
1 т
URMS = ^ J U 2 dt.
(2)
(3)
Тодi, активний струм за Фрiзе, з використанням (2, 3):
'A =
P
URMS
(4)
Пасивну складову струму видiляють зi струму наван-таження, i вважають, що цей струм САФ повинен ком -пенсувати:
гП = 1 - гА = ге
(5)
Взаемну ортогональтсть складових шдтверджуеться наступними сшвввдношеннями:
1 Т
P = — J u ■ iAdt
J u ■ in dt = 0; J iA ■ in dt = 0.
(6)
(7)
Осшльки пасивш складовi не переносять активно! енергп (7), то !х компенсують [8].
КОРЕКЦ1Я АЛГОРИТМУ
Як показано в роботах [6, 10] алгоритм формування струму САФ за теорiею Фрiзе призводить до високих показнишв зниження реактивно! потужностi та вищих гармонiк струму. Про те, як зазначено в робот [5], при несиметричному струмi необхвдно корегування алгоритму. Розглянемо можливi варiанти що вимагають корекцi!.
Варiант 1 - мережа iз симетричною, синусо!дальною напругою - несиметричне, нелiнiйне навантаження (рис. 1).
Визначення активно! потужносп за формулою (2), замiнюемо на визначення активно! потужносп прямо! послiдовностi за основною гармошкою.
Зпдно зi стандартом IEEE 1459-2010 рекомендуеться активну потужшсть прямо! послiдовностi основно! гармошки визначати, як:
P+ = U+-11+ ■ cos (0u -в, ),
(8)
де U+ - напруга прямо! послiдовностi основно! гармон-ши; I+ - струм прямо! послщовносп основно! гармошки; 6 - зсув по фазi основно! гармошки напруги прямо! послщовносп; 6. - зсув по фазi основно! гармон1ки струму прямо! послщовносп.
Електрична мережа
Г©"
НелМйне навантаження
I I
НвсиметрЫ струму
'"^Hil
L _
Рисунок 1 - Пщключення навантаження до електрично! мереж1 за вар1антом 1
TaRKH чиж>м, зaдaний crpy^ САФ (4, 5) визнaчaeтьcя aктивним cтpyмoм, який нa вiдмiнy ввд вщ^в (6) тa (7), пpoпoнyeтьcя визнaчaти зa aктивнoю пoтyжнicтю пpя-мoï пocлiдoвнocтi:
iAPF — iL - iAF — iL - [(P1+ Z URMS ) uS
(9)
cклaдoвy ocнoвнol гapмoнiки u1:
u1 — V A2 + B2 sin I at + atan I —
IA
(12)
1 T 1 T
A — y J u cos(at)dt; B — ^ J u sin(rat)dt
де iL - пoвнии cтpyм нaвaнтaження; iAF - aктивнии cтpyм з вpaxyвaнням кopекцiï зa пoтyжнicтю пpямoï пocлiдoв-нocтi; uS - миттеве знaчення нaпpyги меpежi.
Bapiaнт 2 - меpежa iз неcиметpичнoю, cинycoïдaль-нoю нaпpyгoю - нелiнiйне, неcиметpичне нaвaнтaжен-ня (pиc. 2). ^и цьoмy, як пoкaзyють пoпеpеднi екcпеpи-менти [5], е недocтaтнiм cиметpyвaння aктивнoï штуж-нocтi нaвaнтaження, визгаченням ïï чеpез пpямy го-cлiдoвнicть зa ocнoвнoю гapмoнiкoю (S).
Звaжaючи неcиметpiю нaпpyги, введемo cеpедньoк-вaдpaтичне знaчення нaпpyги тpифaзнoï меpежi:
де ю — 2п / T. Bиxoдячи з (9) з ypaxyвaнням (12) зaдaниИ cтpyм САФ :
lAPF — lL - lAF — lL'
f Р+ u Л Р1 • u1
V URMS у
(13)
Bapiam 4 - меpежa iз неcиметpичнoю, неcинycoïдaль-нoю нaпpyгoю - неcиметpичне, нелiнiйне нaвaнтaжен-ня (pиc. 4).
Зaдaний cтpyм САФ знaxoдитьcя з ypaxyвaнням ви-paзiв (S), (10), (12):
U
RMS
URMSa + URMSb + URMSc
(10)
де urm,sa urмsb, urmsc - д1юче значення нaпPУги шдаотзд-
нo фaзи a, b, c.
З ypaxyвaнням (10), зaдaний cтpyм САФ фaктичнo бyде бiльшим в тiй фaзi меpежi, де бiльше знaчення нaпpyги, щo, ймoвipнo, пpизведе дo пеpеpoзпoдiлy зaвaнтaження фaз меpежi. В пiдcyмкy, зaдaний cтpyм САФ з ypaxyвaн-ням виpaзiв (S), (10) дopiвнюe:
— iL
iAPF — iL - iAF — Р1+ • uS
U
RMSa
+ U
RMSb
+ U
RMSc
(11)
Bapiam 3 - меpежa iз cиметpичнoю, неcинycoïдaль-нoю нaпpyгoю нелiнiйне, неcиметpичне нaвaнтaження (pиc. 3).
Вплив неcинycoïдaльнoï нaпpyги живлення пpoaнaл-iзoвaнo в po6oii [11]. Щoб ypaxyвaти влив неcинycoïдaль-нocтi нaпpyги меpежi з миттeвoï нaпpyги u видiляють
iAPF — iL - iAF —
P+- u1
^ URMSa + URMSb + URMSc ^
(14)
TaR як змiнa xapaктеpy нaвaнтaження тa нaпpyги ме-Електрична мережа Недтйне навантаження
Г ~ " - I-------1
Иесин vcoïôa/i ьтсть напрут
Pиcyнoк 3 - Пiдключення нaвaнтaження дo електpичнol меpежi зa вapiaнтoм 3
Неашетрт струму'
Pиcyнoк 2 - Пiдключення нaвaнтaження дo електpичнoï меpежi зa вapiaнтoм 2
Pиcyнoк 4 - Пiдключення нaвaнтaження дo електpичнol меpежi зa вapiaнтoм 4
реж1 може вщбуватися стохастично, використання кожного з варiантiв формування струму стае нерацюналь-ним. Тому, в експериментальних дослщженнях, за умов формування струму САФ, використано вираз (14), який узагальнюе попередн1 варiацi!.
МОДЕЛЬ МЕРЕЖ1 13 СИЛОВИМ АКТИВНИМ Ф1ЛЬТРОМ
Модель трифазного САФ в елекгроенергетичнш сис-темi [5, 9] (рис. 5) включае: електричну мережу (Three-Phase source) з екывалентним активним та iндуктивннм опорами; з'еднане з електричною мережею через три-фазний реактор (Reactorl) нелiнiйне навантаження -тиристорний перетворювач (Thyristor converter) з актив-но-iндуктивним навантаженням (RL-load); трифазний транзисторний перетворювач (Transistor converter); блок формування заданого струму САФ (Current generation block); блок формування iмпульсiв (Pulse shaping block).
Система формування iмпульсiв управлшня (Pulse shaping block) реалiзована на основi методу адаптивного релейного регулювання струму (АРРС) [10].
Параметри елементiв схеми розрахован1 з наступних мiркувань: нелiнiйне навантаження мае розрахункову потужнiсть P=30 кВт, Q=66 кВАр - тиристорний перетворювач (Thyristor converter) з активно^ндуктивним навантаженням {RL-load)Rd=2 Ом; Ld=0,0116 Гн. Елект-ропостачання здшснюеться вiд трифазно! електрично! мереж1 (Three-Phase source) з номшальною напругою U=380 В, частотою 50 Гц. Екшвалентш активний та реак-тивний опори мереж1 розраховаш виходячи з допустимо! втрати напруги на них 7 %, та складають ввдповвдно R =0,1 Ом; L =1,3-10-5 Гн.
s 7 7 s 7
За вщомою методикою [12] визначеш електричнi параметри реактивних елеменпв САФ та частота комутаци венгилiв перетворюгача^. Елементи САФ мають наступн1 параметри: iндуктивнiсть реактору САФ L=0,0054 Гн; конденсатори емн1стю C1=C2=40-10-3 Ф; напруга конденсатору Udci=Udc2=1000 В.
РЕЗУЛЬТАТИ МОДЕЛЮВАННЯ
Проведено дослщження роботи трифазного САФ з рiзними режимами несиметрi!' та несинусоiдальностi напруги мереж1 та струму навантаження. Дослщження системи «електрична мережа - силовий активний фiльгр - навантаження» виконано при наступних умовах:
№ 1. Синусо!дальна симетрична напруга мереж1 жив-лення - фазна несиметрiя навантаження;
№2. Синусо!дальна симетрична напруга мереж1 жив-лення - м1жфазна несимегрiя навантаження;
№3. Синусо!дальна несиметрична напруга мереж1 живлення - фазна несиметрiя навантаження;
№4. Синусо!дальна несиметрична напруга мереж! живлення - мiжфазна несиметрiя навантаження;
№5. Несинусо!дальна симетрична напруга мереж1 живлення - фазна несиметрiя навантаження;
№6. Несинусо!дальна симетрична напруга мереж1 живлення - мiжфазна несиметрiя навантаження;
№7. Несинусо!дальна несиметрична напруга мереж1 живлення - фазна несиметрiя навантаження;
№8: Несинусо!дальна несиметрична напруга мереж1 живлення - мiжфазна несиметрiя навантаження.
Несинусо!'дальн1сть, несиметрiя напруги мереж1 живлення та несиметрiя навантаження створювались у се-редi вiзуального програмування «MATLAB / Simulink» з використанням джерела напруги, активного i реактивного навантаження з такими параметрами:
- несиметрiя ампллудна (активне навантаження) Р=3 кВт тдключене до фазиА, фазна несиметрiя (реактивне навантаження) Q=3 кВАр шдключене до фази В;
- мiжфазна несиметрiя активно-iндуктивне навантаження Р=6 кВт, Q=6 кВАр тдключене м!ж фазамиА-В;
- несиметрiя напруги мереж1 живлення введенням джерела напруги фази В, що р!вш ub=38-sin(2n-50-t-2n/3);
- несинусо!'дальнiсть напруги мереж1 живлення введенням в кожну фазу джерел живлення, u=u=uc=30-sin(2n-150-t).
Рисунок 5 - Модель трифазного силового активного фшьтру в електроенергетичнш систем1
В ходi виконаного дослщження отримаш осцилогра-ми напруги i струму мереж!, струму навантаження, струму САФ в нульовому провод!. Зважаючи на обмеження за обсягом та незначну шформатившсть, в робот! не приведен! осцилограми для вар!анпв 1-6. На рис. 6 наведен! осцилограми напруги мереж! u та струму навантаження i за 2 перюди для вар!анту експерименту №7.
Як видно з осцилограми рис. 6 струм полпармонш-ний та мае небаланс за фазами лшш електропередач!, напруга теж спотворена.
Як видно з осцилограми рис. 6 струм пол!гармон!й-ний та мае небаланс за фазами л!н!й електропередач!, напруга теж спотворена.
На рис. 7 наведен! осцилограми струму мереж! (тсля компенсацп) за 2 перюди для вар!анту №7. Зазначимо, що САФ, з використанням пропонованого алгоритму, виконуе симетрування струму в мереж!, при зазначених вище умовах. В кривш струму мереж! присутш пуль-сацл (видшеш пунктиром), як1 викликаш високою швид-к!стю зм!ни струму, тобто крутим фронтом, !мпульс!в струму навантаження.
Кшьшсна оцшка якосп та ефективносп роботи три-фазного САФ, при його робот! з несиметричними на-пругою та струмом, проведено з використанням показ-ниюв стандарту IEEE 1459-2010. Стандарт IEEE 1459-2010 мае критер!й для оц!нки енергетичних та електричних показниюв в умовах несиметри [5].
Для оцшкп роботи САФ введений ряд показнишв, причому параметри мереж! позначен! !ндексом «s», а навантаження «ld»:
- коефщент потужносп (табл. 1):
PF=P/S,
де S - повна ефективна потужшсть, що знаходиться за стандартом IEEE 1459-2010 [5].
- ефективн!сть зниження реактивно1 потужност! прямо! послщовносп за основною гармошкою (табл. 1, рис. 9):
e„=((evew,j-10°%;
400
200
0
-200
-400 200
100
0
-100
-2000
u,B \........•/'"ч ..
\/ у......\ \ /
/\
\ / \ /
V / \ / /
\__S ^^
iid,A
\г
(\ ' \ А-
И. ..,..-.1 ...,' W IV
t, c
,04
0,05
0,06
0,07
0,08
- коефщент спотворення синусо!дальносп криво! струму (табл. 1):
™е1 = 1Н / 1е1;
- ефектившсть зниження коефщенту спотворення синусо!дальносп криво! струму (рис. 9):
еТнп=((ТНОе1_и-ТНОе1)/ТНОе1И)100%;
- ефективнiсть зниження повно! потужностi небалансу (рис. 9):
еsu1=((Su1Ja-Su1_)/Su1Ja)■100O%;
- коефiцieнг несиметри навантаження (табл. 1):
- ефектившсть зниження коефiцieнту несиметрично-го навантаження (рис. 9):
гКАЬ =((КАЬ _Ш - КАЬ _ я ) / КАЬ _Ш )'100%.
Анатзуючи табл. 1, можна вщзначити, що вщбуваеться компенсацiя реактивно! потужносп i вщповщно коефiцieнт потужностi рiвний близько 1 для всiх випадов. Зниження реактивно! потужносп складае близько 97 % для 8-ми варь анпв експерименту. Коефiцiент спотворення синусо!даль-носп криво! струму навантаження складае в середньому 0,22 в.о., тодi як в мереж1 не перевищуе 0,06 в.о.
Ефектившсть зниження коефiцiенгу спотворення си-нусо!дальносп криво! струму еТНО складае 85-70 %. Крива ефективносп зниження коефщенту несиметричного навантаження еКА1, на графiку рис. 9, схожа за аналопею до криво! еТНП. При наявностi несиметрi!' напруги (вар. №3-4, .№7-8) ефективнiсть зниження повно! потужносп небалансу еии1 складае 50-60 %, тодi як в iнших випадках близько 98 %.
ВИСНОВКИ
1. Алгоритм визначення струму САФ за Фрiзе для однофазного кола успiшно використовуеться в трифаз-них колах, але його використання унеможливлюеться в умовах несиметри. Запропонована корекцiя алгоритму визначення заданого струму САФ враховуе несиметрш струму навантаження та напруги мереж!, введенням активно! потужносп прямо! послщовносп, що тдвищуе ефектившсть роботи САФ в умовах несиметри.
2. Використання запропонованого алгоритму дозво-ляе утримати ефектившсть компенсацп реактивно! потужносп за першою гармошкою на рiвнi 97%, при цьо-му за умов несиметри вщбуваеться зниження повно! потужносп небалансу практично на 50%.
150 100 50 0 -50 -100 -150.
lsr,A ( Г1,
А--1" VS
f\ /\ /\ /\ , \ /\
\/ V/ \7
Хг /X,
1—' V t С
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
Рисунок 6 - Осцилограми напруги мережм u та струму навантаження i за 2 перюди для вар1анту №7
Рисунок 7 - Осцилограма струму мереж1 за 2 перюди для вар1анту №7
Таблиця 1 - Показники оцшки ефективност роботи САФ для 8-ми вар1ант1в експерименту
№ експ. №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8
PFid, в.о. 0,5744 0,5806 0,5518 0,5615 0,5747 0,5806 0,5525 0,5619
PFS, в.о. 0,994 0,995 0,993 0,994 0,994 0,995 0,993 0,994
е0+1, % 97,42 97,54 97,44 97,54 97,39 97,51 97,4 97,5
THDid, в.о. 0,2138 0,2025 0,2172 0,2067 0,2139 0,2025 0,2173 0,2067
THDs, в.о. 0,0285 0,0303 0,0489 0,0489 0,0394 0,0394 0,0628 0,0615
eTHD, % 86,64 85,04 77,47 76,29 81,56 80,51 71,06 70,23
esu1, % 98,66 97,59 48,18 59,53 97,28 97,28 48,07 59,32
KAL id, в.О. 0,2139 0,202 0,2173 0,206 0,214 0,2027 0,2174 0,2067
Kal s, в.о. 0,0296 0,0313 0,0495 0,0496 0,0402 0,0403 0,0633 0,0621
bkal, % 86,13 77,76 62,91 62,82 65,61 72,57 65,91 65,75
К, %
№1 №2 №3 №4 №5 N56 №7 №В
Рисунок 9 - Показники оцшки роботи САФ для 8-ми вар1ант1в експерименту
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
Глушков В. М. Компенсация реактивной мощности в электроустановках промышленных предприятий /
B. М. Глушков, В. П. Грибин - М. : Энергия, 1975. -104 с.
Шидловский А. К. Повышение качества энергии в электрических сетях / А. К. Шидловский, В. Г. Кузнецов - К. : Наукова думка, 1985. - 268 с. Давидов О. Ю. Анал!з засоб!в компенсацп реактивно! потужност в електротехшчних системах / О. Ю. Давидов, О. В. Бялобржеський // Вюник КДУ !м. М. Остроградського. - 2010. - №3. - ч.1 -
C. 132-136.
Мирошниченко О. Г. Компенсация реактивной мощности в узлах энергосистемы с учетом фактических графиков нагрузок / О. Г. Мирошниченко // Електротехтка та електроенергетика. - 2007. - №2. -С. 76-82.
Власенко Р. В. Оцшка складових потужносп елект-рично! мереж! при робот! силового активного фшьтру за стандартом IEEE 1459-2010 / Р. В. Власенко, О. В. Бялобржеський // 1нтелектуальш енерге-тичт системи - ESS'15 «Енергетика: економша, технолог^!', еколопя», Ки!в. - 2015. - №4. - С. 57-62. Власенко Р. В. Пор!вняння метода компенсацп неактивно! потужносп трифазним силовим активним фшьтром з адаптивним релейним регулятором струму / Р.В. Власенко, О.В. Бялобржеський // Електротехтка та електроенергетика. - 2014. - №2. -С. 20-27.
7.
Сшолиций А. П. P-Q теор!я миттево! потужносп для пристро!в активно! фшьтрацп обмеження застосу-вання // А. П. Сшолиций, В. А. Кольсун, В. С. Козлов // Електротехтка та електроенергетика. - 2013. - №2. - С. 34-39.
Власенко Р. В. Застосування силового активного фшьтру при компенсацп компонент струму неси-метричного нелшшного навантаження в чотирип-ровщщй мереж1 / Р. В. Власенко, О. В. Бялобржеський // Вюник ПДТУ сер!я «Техтчт науки». - 2015. -№31. - С. 156-165.
Лохов С. М. Энергетические составляющие мощности вентильных преобразоватилей / С. М. Лохов - Ч. : ЮУрГУ 1999. - ч.1. - 106 с.
Власенко Р. В. Дослщження характеристик трифаз-ного силового активного фшьтру з адаптивним регулятором при компенсацп неактивних складових потужносп / Р. В. Власенко, О. В. Бялобржеський, В. Ю. Качалка // Електромехашчш i енергозберта-юч! системи. - 2015. - №3 - С. 118-125. 11. Vlasenko R. V. Study of three-phase active power operation using non-sinusoidal voltage / R. V. Vlasenko, O. V. Bialobrzeski // Пращ ОПУ - 2016. - №1. - С. 58-64. Zakis J. Comparison of flexible systems of reactive power compensation / J. Zakis, I. Rankis // 5th International symposium «Topical problems in the field of electrical and power engineering», doctoral school of energy and geotechnology kuressaare, Estonia, January 14-19, 2008. - Р. 99-102.
9.
10.
12.
Власенко Р.В.1, Бялобржеский А.В.2
'Аспирант, Кременчугский национальный университет имени Михаила Остроградского, Украина
2Канд. техн. наук, доцент, Кременчугский национальный университет имени Михаила Остроградского, Украина КОРРЕКЦИЯ АЛГОРИТМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАДАННОГО ТОКА СИЛОВОГО АКТИВНОГО ФИЛЬТРА НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ ФРИЗЕ В УСЛОВИЯХ НЕСИММЕТРИИ
Обеспечение качества электрической энергии требует комплексного подхода к проектированию и выбору фильтрокомпенсирующих и симметрирующих устройств. На основании анализа установлено, что формирование тока фильтра осуществляется по алгоритму, в основе которого заложены элементы теории мощности. В ходе моделирования на ЭВМ установлено, что использование теории мощности по Фризе в трехфазных системах целесообразно, но нуждается в коррекции. Путем использования методов теории электротехники и современных стандартов по определению составляющих мощности, предложено коррекцию алгоритма определения заданного тока силового активного фильтра. При этом дополнительно определяются составляющие напряжения и тока прямой последовательности и эквивалентный угол сдвига между ними. Моделированием силового активного фильтра с предложенными изменениями в системе управления доказана эффективность предлагаемого решения. В результате предложено выполнять формирования тока силового активного фильтра с использованием теории Фризе и введением вместо среднего значения активной мощности по фазам, активную мощность прямой последовательности, которая определена в соответствии с позициями стандарта IEEE 1459-2010.
Ключевые слова: силовой активный фильтр, теория мощности Фризе, несимметрическая нагрузка, стандарт IEEE 1459-2010.
Vlasenko R.V.1, Bialobrzeski O.V.2
'Postgraduate Kremenchuk Myhailo Ostrohradskiy National University, Ukraine
2Candidate of Science, Associate Protessor, Kremenchuk Myhailo Ostrohradskiy National University, Ukraine
CORRECTION ALGORITHM FOR DETERMINING THE GIVEN CURRENT ACTIVE POWER FILTER BASED ON THE THEORY POWER FRYZE IN TERMS OF ASYMMETRY
Quality assurance of electrical energy requires an integrated approach to the design and selection of filtering and balancing device. An analysis revealed that the formation of the currentfilter is performed by the algorithm, based on the power theory laid. In the course of a computer simulation found that the use of the theory ofpower by Fryze 's in three-phase systems, it is advisable, but in need of correction. By using the methods of electrical engineering theory and modern standards to determine the components of the power correction algorithm is proposed to determine the specified current active power filter. This additional component, are determined by the voltage and current equivalent to a direct sequence and phase angle between them. Modeling power active filter with the proposed changes in the management system proved the efficiency of the proposed solutions. As a result, it proposed to carry out the formation of the active power filter using current theory Fryze and introduction instead of the average values of active power per phase, active power direct sequence, as determined in accordance with the provisions of the standard IEEE 1459-2010.
Keywords: active power filter, theory power Fryze, asymmetry load, standard IEEE 1459-2010.
REFERENCES
1. Glushkov V M., Gribin V. P. Kompensaciya reaktivnoj moshhnosti v elektroustanovkax promy'shlenny'x predpriyatij. Moscow, Energiya, 1975, 104 p.
2. Shidlovskij A. K., Kuzneczov V. G. Povy'shenie kachestva elektroenergii v elektricheskix setyax. Kyiv, Naukova dumka, 19S5, 26S p.
3. Davydov O. Y., Bialobrzeski O. V. Analiz zasobiv kompensacziyi potuzhnosti v elektrotexnichyx systemax, VisnykKDU Ostrograds'kogo, 2010, No 3, p.1, pp. 132-136.
4. Miroshnichenko O. G. Kompensatchiya reaktivnoy moshhnosti v uzlax energosistemy s uchetom fakticheskix grafikov nagruzok. Elektrotexnika ta elektroenergetyka, 2007, No 2, pp. 76-S2.
5. Vlasenko R. V., Bialobrzeski O. V. Ocinka skladovyx potugnosti elektrychnoj meregi pry roboti sylovogo aktyvnogo filtru za standartom IEEE 1459-2010, Energetyka: ekonomika, texnologiya, ekologiya, 2015, No 4, pp. 57-62.
6. Vlasenko R. V, Bialobrzeski O. V Porivnyannya metodiv kompensaciyi neaktyvnoyi potugnosti tryfaznym sylovym aktyvnym fil'trom z adaptyvnym releynym regulyatorom strumu, Elektrotexnika ta elektroenergetyka, 2014, No 2, pp. 20-27.
7. Sinolitsyy A. F., Kolsun V A., Kozlov V S. Irp p-q theory for active power filters. limitation of application.
Elektrotexnika ta elektroenergetyka, 2013, No 2, pp. 34-39.
8. Vlasenko R. V., Bialobrzeski O. V. Zastosuvannya sylovogo aktyvnogo fil'tru pry kompensaciyi component strumu nesymetrychnogo navantagennya v chotyryprovidnij meregi. VisnykPDTU, 2015, No 31, pp. 156-165.
9. Loxov S. M. Energetichesie sostavlyayushhie moshhnosti preobrazovatiley, Chelyabinsk, YUUrGU, 1999, part 1, 106 p.
10. Vlasenko R. V., Bialobrzeski O. V., Kachalka V. Yu. Doslidzhennya xarakterystyk tryfaznogo sylovogo aktyvnogo fil'tru z adaptyvnym regulyatorom pry kompensaciyi neaktyvnyx skladovyx potugnosti. Elektromexanichni I energozberigayuchi systemy, 2015, No 3, pp. 118-125.
11. Vlasenko R.V, Bialobrzeski O.V. Study ofthree-phase active power operation using non-sinusoidal voltage, Praci OPU, 2016, No 1, pp. 58-64.
12. Zakis J., Rankis I. Comparison of flexible systems of reactive power compensation. 5th International symposium «Topical problems in the field of electrical and power engineering», doctoral school of energy and geotechnology kuressaare, Estonia, January 14-19, 2008, P 99-102.
