Керування трифазним паралельним активним фільтром у ковзних режимах

Taras Volodymyrovych Mysak

doi:10.20535/2523-4455.mea.207044

Т. 25 · № 2 · 2020 сер 31, 2020 Електронні системи та сигнали

Керування трифазним паралельним активним фільтром у ковзних режимах

Taras Volodymyrovych Mysak Відповідальний Інститут електродинаміки НАНУ Україна

Сторінки37-43 Опублікованосер 31, 2020

PDF

ТОМ 25 · № 2 · 2020 Переглянути випуск

Анотація

Пропонується проста стратегія керування трифазним паралельним активним фільтром, який приєднано до мережі, з урахуванням наявності нелінійного навантаження. Фільтр складається з напівпровідникового інвертора напруги на повністю керованих ключах, ємнісного накопичувача та одноланкового RL-фільтра. Проведено декомпозицію об’єкта дослідження за темпами рухів динамічної системи. Для стабілізації постійної напруги на накопичувальному конденсаторі використано алгоритм подвійного скручування, який базується на примусовому введенні одновимірного ковзного режиму другого порядку. Слідкування за компенсаційним струмом відбувається за допомогою введення ковзного режиму першого порядку і застосовується стратегія непрямого керування. Для формування струму використовується двовимірна поверхня ковзання, яка є лінійною комбінацією компонентів двовимірних векторів - похибки струму RL-фільтра та деякої змінної. Побудовано імітаційну модель та проаналізовано результати моделювання. Проведено порівняння запропонованої стратегії з традиційним ПІ-регулюваням за критеріями тривалості перехідного процесу та коефіцієнтом гармонічних спотворень у струмі, який споживається з мережі.

Ключові слова

#паралельний активний фільтр #ковзний режим другого порядку #слідкування за компенсаційним струмом #повер-хня ковзання #коефіцієнт гармонічних спотворень

Посилання

B.Singh, A.Chandra, K. Al-Haddad. Power Quality Problems and Mitigation Techniques. 582p., 2015. DOI: 10.1002/9781118922064.
Mykhalskiy V. M. Means for improving the quality of electricity at inputs and outputs of frequency and voltage transformers with Pulse-With-Modulation. Kyiv: Ínstitut elektrodinamíki NAN Ukraíny, 340p. (Ukr), 2013. ISBN: 978-966-02-6727-5.
Luis Morán, Juan Dixon, Miguel Torres. 41 - Active Power Filters, in Power Electronics Handbook (Fourth Edition), Butterworth-Heinemann, pp. 1341-1379, 2018, ISBN 9780128114070, DOI: 10.1016/B978-0-12-811407-0.00046-5.
Min Chen, Zhong Chen, Jun Xu,Ye Zhu, Dehong Xu. Chapter 14 - Power Converters for Power Quality Improvement. Edited by Frede Blaabjerg. Control of Power Electronic Converters and Systems. Vol 2, pp 53-78, 2018. DOI: 10.1016/B978-0-12-816136-4.00014-2
Luís Fernando, Corrêa Monteiro. New Trends in Active Power Filter for Modern Power Grids, Power System Harmonics in Analysis, Effects and Mitigation Solutions for Power Quality Improvement, Ahmed Zobaa, Shady H. E. Abdel Aleem. Murat Erhan Balci, IntechOpen, 2018. DOI: https://doi.org/10.5772/intechopen.72195
S.S. Nirmale, S.Mahaddalkar. Review of Control Strategies for Active Power Filters. Int. Journ. of Inn. Res. in Electrical, Electronics, Instr. and Cont. Eng. NCAEE 2017 National Conf. on Advances in El. Eng. NMAM Institute of Technology, Nitte Vol. 5, Sp. Iss. 2, pp.12-16, April 2017. DOI: 10.17148/IJIREEICE/NCAEE.2017.03
Trinh Quoc, Na Lee, Hong-Hee. An Advanced Current Control Strategy for Three-Phase Shunt Active Power Filters. Industrial Electronics, IEEE Transactions on. Vol.60, No.12, Pp.5400-5410, 2013. DOI: 10.1109/TIE.2012.2229677
J.Anju , A.T.Babitha, P.Nisha, Ph.Riya. A Review of Active Power Filters In Power System Applications. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, Vol. 3, Issue 6, June 2014. URL: https://www.ijareeie.com/upload/2014/june/35_AReview.pdf
A.T.Boum, K. G..Djidjio B., L.Bitjoka. Sliding mode control of a three-phase parallel active filter based on a two-level voltage converter, Systems Science & Control Engineering, 5:1, pp.535-543, 2017. DOI: 10.1080/21642583.2017.1405372
M. T.Benchouia,, I. Ghadbane, A. Golea, K. Srairi, M. H. Benbouzid. “Design and Implementation of Sliding Mode and PI Controllers Based Control for Three Phase Shunt Active Power Filter.” In Energy Procedia, 50:504–11. Elsevier Ltd, 2014. DOI: 10.1016/j.egypro.2014.06.061
B.Kushal, D.Seema. A Novel DC-Link Voltage Control Strategy for Shunt Active Power Filters using Sliding Mode Controller. International Journal of Industrial Electronics and Electrical Engineering, ISSN(p): 2347-6982, Vol.6, Iss.9, Sep.-2018, URL: http://www.digitalxplore.org/up_proc/pdf/386-153336885042-48.pdf
Denysenko K.I., Kutran I.S., Lesyk V.A., Mysak T.V. Increasing the performance of the voltage control sybsystem of the storage capacitor of a three-phase parallel active filter. Proceedings of the Institute of Electrodynamics of NAS of Ukraine, 2020. – №55, pp.22-30. DOI: 10.15407/publishing2020.55.022
Emel'yanov S. V., Korovin S. K., Levantovskii L. V., A family of new regulators based on second order sliding mode. Matematicheskoje Modelirovanije, Vol.2, No.3, pp.89–100, 1990. URL: http://mi.mathnet.ru/eng/mm2344
Y.Shtessel, M.Taleb, F. Plestan. A novel adaptive-gain supertwisting sliding mode controller: Methodology and application. Automatica. 48, pp.759–769, 2012. DOI: 10.1016/j.automatica.2012.02.024.
Drakunov S. V., Izosimov D. B., Luk'yanov A. G., Utkin V. A., Utkin V. I., The block control principle. I., Avtomatika i Telemekhanika, 1990, no. 5, pp.38–47. (Rus). URL: http://www.mathnet.ru/links/bd8f096b2b67d10c1b9adbf7fab6efe6/at5365.pdf
V.D. Yurkevich «Sintez nelineynykh sistem s SHIM v kanale upravleniya na osnove metoda razdeleniya dvizheniy [Synthesis of nonlinear systems with PWM in a control channel based on the motion separation method],» . Doklady TUSUR. 2012. №1-1 (25). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sintez-nelineynyh-sistem-s-shim-v-kanale-upravleniya-na-osnove-metoda-razdeleniya-dvizheniy
A. Levant Sliding order and sliding accuracy in sliding mode control, International Journal of Control, 58:6, pp.1247-1263, 1993. DOI: 10.1080/00207179308923053
Gali Vijayakumar, Gupta Dr., Gupta, R.A.. Experimental investigations on multitudinal sliding mode controller-based interleaved shunt APF to mitigate shoot-through and PQ problems under distorted supply voltage conditions. International Transactions on Electrical Energy Systems. 29. e2701. 2018. DOI: 10.1002/etep.2701.
S. Saetieo, R. Devaraj and D. A. Torrey. The design and implementation of a three-phase active power filter based on sliding mode control, Proceedings of 1994 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Denver, CO, USA, pp.1135-1142 vol.2, 1994, DOI: 10.1109/IAS.1994.377571
Bor-Ren Lin, Zong-Liang Hung, Shuh-Chuan Tsay, Mu-Shan Liao. Shunt Active Filter with Sliding Mode Control. Proceedings of IEEE Region 10 International Conference on Electrical and Electronic Technology. TENCON 2001. Vol.2, pp. 884 - 889 DOI: 10.1109/TENCON.2001.949723.
Nabil Derbel, Jawhar Ghommam, Qu. Zhu. Applications of Sliding Mode Control.. Springer Science+Business Media Singapore, 366p, 2017. ISBN 978-981-10-2373-6. DOI: 10.1007/978-981-10-2374-3.

Попередня у випуску Аналіз процесу перетворювача постійної напруги, що встановився заснований на розширенні рівнянь Наступна у випуску Зниження рівня нелінійних спотворень вихідної напруги інверторів в системах електроживлення з сонячними панелями

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Квазістатична ідентифікація структури затінення сонячних панелей за методом векторів кардинальних чисел

PhD, доц. Олена Олегівна Абакумова, д-р техн. наук, проф. Валерій Якович Жуйков, Микола О. Лук'янов

У статті розглянуто проблему ідентифікації структури затінення сонячних панелей. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю швидкої та адекватної реконфігурації…

#Сонячні панелі #Фотоелектрична поверхня #Моделювання структури тіней #Квазістатична ідентифікація

с. 362283.1-362283.7

10.20535/2523-4455.mea.362283

Комплексний метод виділення неінвазивного сигналу фетальної електрокардіограми та класифікації серцевих аритмій

Дмитро А. Шевчук, канд. техн. наук, доц. Наталія Георгіївна Іванушкіна

Стаття присвячена розробці комплексного методу виділення фетального електрокардіосигналу (ФЕКГ) з неінвазивних абдомінальних записів та подальшої автоматизованої…

#абдомінальні електрокардіограми #фетальна електрокардіограма #аритмія #сліпе розділення джерел

с. 356487.1-356487.11

10.20535/2523-4455.mea.356487

Імітаційне моделювання фільтро-компенсаційного перетворювача для трифазної трипровідної мережі

Іван Андрійович Вакуленко, канд. техн. наук, доц. Дмитро Анатолійович Миколаєць, канд. техн. наук, доц. Катерина Сергіївна Клен

У цій статті розглядається критична проблема погіршення якості електроенергії в сучасних енергосистемах, спричинена поширенням нелінійних навантажень. Такі навантаження…

#фільтр-компенсаційний перетворювач #трифазна трипровідна мережа #якість електроенергії #повне гармонійне спотворення

с. 361138.1-361138.6

10.20535/2523-4455.mea.361138

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

Схожі статті

Myhailo Yuhymovych Artemenko, Larysa Mykolaivna Batrak, Serhii Yosyfovych Polishchuk, Повна потужність та коефіцієнт корисної дії трифазної чотирипровідної системи живлення , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 3 (2018)
Іван Андрійович Вакуленко, канд. техн. наук, доц. Дмитро Анатолійович Миколаєць, канд. техн. наук, доц. Катерина Сергіївна Клен, Імітаційне моделювання фільтро-компенсаційного перетворювача для трифазної трипровідної мережі , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 2 (2026)
Oleksandr Ivanovych Drozdenko, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Випромінювання максимальної акустичної потужності системами гідроакустичних циліндричних п'єзокерамічних перетворювачів з окружною поляризацією , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 2 (2018)
Maksim Oleksiiovych Korzhyk, Serhii Viktorovych Kurdiuk, Oleksii Volodymyrovych Korzhyk, Імпедансні характеристики плоско-паралельного акустичного хвилеводу з комбінуванням межами при порушенні його двочастотних сигналом , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 3 (2018)
Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Olexander Vasylovych Borisov, Лабораторний тестер сонячних елементів з динамічною реконфігурацією вимірювальної схеми , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Igor Yevheniiovych Korotyeyev, Marius Klytta, Аналіз процесу в просторі двох змінних , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 2 (2018)
Volodymyr Semenovych Lazebnyi, Chengliang Yin, Оцінювання ймовірнісних процесів у безпроводових мережах стандарту 802.11 , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 22 № 5 (2017)
Oksana Yuriivna Kutova, Tetyana Yuriivna Obukhova, Mykhailo Hryhorovych Dusheiko, Bogdan Oleksiyovych Loboda, Tetyana Ivanivna Borodinova, Serhii Viktorovych Tkach, Сенсори на польових та фототранзисторах з металевими наночастинками та пористим кремнієм , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 5 (2018)
Максим Олексеевич Коржик, Sergii Viktorovich Kurdiuk, Olexiy Volodymyrovych Korzhyk, Імпедансні характеристики пласко-паралельного акустичного хвилеводу з акустично м`якими границями при збудженні його двохчастотним сигналом , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 4 (2018)
Ivan-Viacheslav Oleksanrovych Serhiienko, Застосування методу активної компенсації хроматичної дисперсії для підвищення пропускної здатності волоконно-оптичного лінійного тракту , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 22 № 5 (2017)

1-10 з 137 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] B.Singh, A.Chandra, K. Al-Haddad. Power Quality Problems and Mitigation Techniques. 582p., 2015. DOI: 10.1002/9781118922064.

[2] Mykhalskiy V. M. Means for improving the quality of electricity at inputs and outputs of frequency and voltage transformers with Pulse-With-Modulation. Kyiv: Ínstitut elektrodinamíki NAN Ukraíny, 340p. (Ukr), 2013. ISBN: 978-966-02-6727-5.

[3] Luis Morán, Juan Dixon, Miguel Torres. 41 - Active Power Filters, in Power Electronics Handbook (Fourth Edition), Butterworth-Heinemann, pp. 1341-1379, 2018, ISBN 9780128114070, DOI: 10.1016/B978-0-12-811407-0.00046-5.

[4] Min Chen, Zhong Chen, Jun Xu,Ye Zhu, Dehong Xu. Chapter 14 - Power Converters for Power Quality Improvement. Edited by Frede Blaabjerg. Control of Power Electronic Converters and Systems. Vol 2, pp 53-78, 2018. DOI: 10.1016/B978-0-12-816136-4.00014-2

[5] Luís Fernando, Corrêa Monteiro. New Trends in Active Power Filter for Modern Power Grids, Power System Harmonics in Analysis, Effects and Mitigation Solutions for Power Quality Improvement, Ahmed Zobaa, Shady H. E. Abdel Aleem. Murat Erhan Balci, IntechOpen, 2018. DOI: https://doi.org/10.5772/intechopen.72195

[6] S.S. Nirmale, S.Mahaddalkar. Review of Control Strategies for Active Power Filters. Int. Journ. of Inn. Res. in Electrical, Electronics, Instr. and Cont. Eng. NCAEE 2017 National Conf. on Advances in El. Eng. NMAM Institute of Technology, Nitte Vol. 5, Sp. Iss. 2, pp.12-16, April 2017. DOI: 10.17148/IJIREEICE/NCAEE.2017.03

[7] Trinh Quoc, Na Lee, Hong-Hee. An Advanced Current Control Strategy for Three-Phase Shunt Active Power Filters. Industrial Electronics, IEEE Transactions on. Vol.60, No.12, Pp.5400-5410, 2013. DOI: 10.1109/TIE.2012.2229677

[8] J.Anju , A.T.Babitha, P.Nisha, Ph.Riya. A Review of Active Power Filters In Power System Applications. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, Vol. 3, Issue 6, June 2014. URL: https://www.ijareeie.com/upload/2014/june/35_AReview.pdf

[9] A.T.Boum, K. G..Djidjio B., L.Bitjoka. Sliding mode control of a three-phase parallel active filter based on a two-level voltage converter, Systems Science & Control Engineering, 5:1, pp.535-543, 2017. DOI: 10.1080/21642583.2017.1405372

[10] M. T.Benchouia,, I. Ghadbane, A. Golea, K. Srairi, M. H. Benbouzid. “Design and Implementation of Sliding Mode and PI Controllers Based Control for Three Phase Shunt Active Power Filter.” In Energy Procedia, 50:504–11. Elsevier Ltd, 2014. DOI: 10.1016/j.egypro.2014.06.061

[11] B.Kushal, D.Seema. A Novel DC-Link Voltage Control Strategy for Shunt Active Power Filters using Sliding Mode Controller. International Journal of Industrial Electronics and Electrical Engineering, ISSN(p): 2347-6982, Vol.6, Iss.9, Sep.-2018, URL: http://www.digitalxplore.org/up_proc/pdf/386-153336885042-48.pdf

[12] Denysenko K.I., Kutran I.S., Lesyk V.A., Mysak T.V. Increasing the performance of the voltage control sybsystem of the storage capacitor of a three-phase parallel active filter. Proceedings of the Institute of Electrodynamics of NAS of Ukraine, 2020. – №55, pp.22-30. DOI: 10.15407/publishing2020.55.022

[13] Emel'yanov S. V., Korovin S. K., Levantovskii L. V., A family of new regulators based on second order sliding mode. Matematicheskoje Modelirovanije, Vol.2, No.3, pp.89–100, 1990. URL: http://mi.mathnet.ru/eng/mm2344

[14] Y.Shtessel, M.Taleb, F. Plestan. A novel adaptive-gain supertwisting sliding mode controller: Methodology and application. Automatica. 48, pp.759–769, 2012. DOI: 10.1016/j.automatica.2012.02.024.

[15] Drakunov S. V., Izosimov D. B., Luk'yanov A. G., Utkin V. A., Utkin V. I., The block control principle. I., Avtomatika i Telemekhanika, 1990, no. 5, pp.38–47. (Rus). URL: http://www.mathnet.ru/links/bd8f096b2b67d10c1b9adbf7fab6efe6/at5365.pdf

[16] V.D. Yurkevich «Sintez nelineynykh sistem s SHIM v kanale upravleniya na osnove metoda razdeleniya dvizheniy [Synthesis of nonlinear systems with PWM in a control channel based on the motion separation method],» . Doklady TUSUR. 2012. №1-1 (25). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sintez-nelineynyh-sistem-s-shim-v-kanale-upravleniya-na-osnove-metoda-razdeleniya-dvizheniy

[17] A. Levant Sliding order and sliding accuracy in sliding mode control, International Journal of Control, 58:6, pp.1247-1263, 1993. DOI: 10.1080/00207179308923053

[18] Gali Vijayakumar, Gupta Dr., Gupta, R.A.. Experimental investigations on multitudinal sliding mode controller-based interleaved shunt APF to mitigate shoot-through and PQ problems under distorted supply voltage conditions. International Transactions on Electrical Energy Systems. 29. e2701. 2018. DOI: 10.1002/etep.2701.

[19] S. Saetieo, R. Devaraj and D. A. Torrey. The design and implementation of a three-phase active power filter based on sliding mode control, Proceedings of 1994 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Denver, CO, USA, pp.1135-1142 vol.2, 1994, DOI: 10.1109/IAS.1994.377571

[20] Bor-Ren Lin, Zong-Liang Hung, Shuh-Chuan Tsay, Mu-Shan Liao. Shunt Active Filter with Sliding Mode Control. Proceedings of IEEE Region 10 International Conference on Electrical and Electronic Technology. TENCON 2001. Vol.2, pp. 884 - 889 DOI: 10.1109/TENCON.2001.949723.

[21] Nabil Derbel, Jawhar Ghommam, Qu. Zhu. Applications of Sliding Mode Control.. Springer Science+Business Media Singapore, 366p, 2017. ISBN 978-981-10-2373-6. DOI: 10.1007/978-981-10-2374-3.