Перейти до вмісту
Мікросистеми, Електроніка та Акустика
ISSN 2523-4447 · e‑ISSN 2523-4455 Відкритий доступ · CC BY-SA 4.0
Т. 28 · № 1 · 2023 бер 28, 2023 Електронні системи та сигнали

Стратегії енергоефективної активної фільтрації в системі координат методу двох ватметрів

YK
Yurii Viktorovych Kutafin Відповідальний Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Україна
MA
Mykhailo Yuhymovych Artemenko Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Україна
Сторінки274813.1-274813.8 Опублікованобер 28, 2023
PDF
ТОМ 28 · № 1 · 2023 до 125-річчя КПІ ім. Ігоря Сікорського Переглянути випуск

Анотація

Напівпровідникові паралельні активні фільтри (ПАФ) є ефективним засобом підвищення якості електроенергії шляхом компенсації неактивних складових потужностей на шинах трансформаторних підстанцій трифазних ліній електропередачі 6/0,4 кВ. Відомі стратегії керування ПАФ оперують з лінійно залежними трикоординатними векторами лінійних струмів та фазних напруг, що відраховуються від точки штучного заземлення, що породжує невиправдану складність системи керування ПАФ через надмірну кількість сенсорів і регуляторів та необхідності організації точки штучного заземлення. Метою статті є розроблення енергоефективних стратегій паралельної активної фільтрації в системі координат методу двох ватметрів (СКМДВ) з безпосереднім використанням двокоординатних векторів напруг та струмів. Для цього такі базові поняття теорії інтегральної потужності трифазної трипровідної системи, як повна потужність, активний струм та мінімальна потужність втрат в лінії передачі були виражені в скороченому координатному базисі методу двох ватметрів. На основі цих понять розроблені та верифіковані віртуальними експериментами дві енергоефективні стратегії активної фільтрації в СКМДВ. Перша з них мінімізує потужність втрат трифазної трипровідної лінії передачі з різними значеннями її опорів та забезпечує одиничне значення коефіцієнта потужності. Друга стратегія відповідно до рекомендації IEEE Std. 1459-2010 забезпечує мінімальну потужність втрат лінії передачі при симетричних синусоїдних струмах трифазного джерела. Визначений та верифікований віртуальним експериментом коригувальний коефіцієнт формул повної потужності та виграшу за потужністю втрат за наявності обмежень на симетричну синусоїдну форму споживаних струмів, значення якого може бути використане для прогнозування максимального теплового навантаження трифазної трипровідної системи з дотриманням існуючих вимог на якість електричної енергії в точках загального підключення.

Ключові слова

#трифазна трипровідна система живлення #повна потужність #активний струм #енергоефективні стратегії активної фільтрації #система координат методу двох ватметрів

Посилання

  1. Nozhenko, V., Bialobrzheskyi, O., Gladyr, A. “Ekonomichna dotsilnist vstanovlennya filtrokompensuyuchyh prystroyiv na shynah transformatornyh pidstantsyi,” Transaction of Kremenchuk Mykhailo Ostrohradskyi National University. vol. 5 (130). pp. 103–108, 2021. DOI: https://doi.org/10.30929/1995-0519.2021.5.103-108
  2. M. Godoy Simões, F. Harirchi, and M. Babakmehr, “Survey on time‐domain power theories and their applications for renewable energy integration in smart‐grids”, IET Smart Grid, vol. 2, no. 4, pp. 491–503, 2019. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-stg.2018.0244 .
  3. A. A. Adăscălitei and A. E. Emanuel, “Evolution of the Electric Power Componensation Definitions”, Annals of the University of Craiova, Electrical Engineering series, no. 39, pp. 206–211, 2015. URL: http://elth.ucv.ro/fisiere/anale/2015/32.pdf
  4. H. Akagi, Y. Kanazawa, and A. Nabai, “Generalized theory of the instantaneous reactive power in three-phase circuits”, in Proceeding of Int. Power Electronics Conf., Tokyo (Japan), pp. 1375–1386.
  5. H. Kim and H. Akagi, “The instantaneous power theory based on mapping matrices in three-phase four-wire systems”, in Proceedings of Power Conversion Conference - PCC ’97, Nagaoka, Japan, 1997, pp. 361–366. DOI: https://doi.org/10.1109/PCCON.1997.645639
  6. H. Kim and H. Akagi, “The instantaneous power theory on the rotating p-q-r reference frames”, in Proceedings of the IEEE 1999 International Conference on Power Electronics and Drive Systems. PEDS’99 (Cat. No.99TH8475), Hong Kong, 1999, pp. 422–427 vol.1. DOI: https://doi.org/10.1109/PEDS.1999.794600
  7. F. Z. Peng and J.-S. Lai, “Generalized instantaneous reactive power theory for three-phase power systems”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 45, no. 1, pp. 293–297, Feb. 1996. DOI: https://doi.org/10.1109/19.481350
  8. R. S. Herrera and P. Salmeron, “Instantaneous Reactive Power Theory: A Comparative Evaluation of Different Formulations”, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 22, no. 1, pp. 595–604, Jan. 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2006.881468
  9. S. Fryze, “Moc Rzewczywista, Urojona I Pozorna w Obwodach Elektrycznych o Przebiegach Odaksztalconych Pradu I Napiecia”, Przegląd Elektrotechniczny, vol. XIII, no. 7, pp. 193–203, 1931. URL: https://dbc.wroc.pl/dlibra/publication/15119/edition/13678
  10. Stanisław Fryze, “Мoc czynna, bierna i pozorna układu 3–fazowego o odkształconych przebiegach napięć fazowych i prądów przewodowych”, in Wybrane zagadnienia teoretycznych podstaw elektrotechniki, Warszawa, Wrocław: PWN, 1966, pp. 250–256.
  11. M. Depenbrock, “The FBD-method, a generally applicable tool for analyzing power relations”, IEEE Transactions on Power Systems, vol. 8, no. 2, pp. 381–387, May 1993. DOI: https://doi.org/10.1109/59.260849
  12. L. S. Czarnecki, “Currents’ Physical Components (CPC) concept: A fundamental of power theory”, in 2008 International School on Nonsinusoidal Currents and Compensation, Lagow, Poland, 2008, pp. 1–11. DOI: https://doi.org/10.1109/ISNCC.2008.4627483
  13. P. Tenti and P. Mattavelli, “A time-domain approach to power term definitions under non-sinusoidal conditions”, in Int. Workshop on Power Definition and Measurements under non sinusoidal conditions, Milan, pp. 41–50. URL: https://www.research.unipd.it/handle/11577/1372122?mode=simple
  14. R. A. Coelho, N. S. D. Brito, G. R. S. de Lira, and Érica M. Lima, “Effects of currents decomposition on power calculation in nonsinusoidal conditions”, Electrical Engineering, vol. 102, no. 4, pp. 2325–2339, Jun. 2020. DOI: https://doi.org/10.1007/s00202-020-01031-5
  15. M. Artemenko, Y. Kutafin, V. Mykhalskyi, S. Polishchuk, V. Chopyk, and I. Shapoval, “Instantaneous Power Theory of Polyphase Power Systems with Regard of Transmission Line Resistive Parameters”, Tekhnichna Elektrodynamika, vol. 2019, no. 4, pp. 12–22, Jun. 2019. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2019.04.012
  16. V. S. Boiko, V. V. Boiko, and Y. F. Vydolob, Teoretychni osnovy elektronekhniky vol. 1. Ustaleni rezhymy elektrychnykh kil iz zoseredzhenymy parametramy. Kyiv: Polytechnic Publishing House, 2004, p. 272.
  17. M. Y. Artemenko, Y. V. Kutafin, I. A. Shapoval, V. V. Chopyk, V. M. Mykhalskyi, and S. Y. Polishchuk, “Integral Strategies of Active Filtration in the Reference Frame of the Two-Wattmeters Method”, in IEEE EUROCON 2021 - 19th International Conference on Smart Technologies, Lviv, Ukraine, 2021, pp. 508–512. DOI: https://doi.org/10.1109/EUROCON52738.2021.9535637
  18. M. Artemenko, Y. Kutafin, V. Mykhalskyi, S. Polishchuk, V. Chopyk, and I. Shapoval, “Shunt Active Filter Control of a Three-Phase Three-Wire Network in The Coordinate System of The Two Wattmeters Method”, Tekhnichna Elektrodynamika, vol. 2021, no. 5, pp. 11–20, Aug. 2021. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2021.05.011
  19. Artemenko M., Batrak L., Polishchuk S. “New definition formulas for apparent power and active current of three-phase power system”, PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY, vol. 1, no. 8, pp. 83–87, Aug. 2019. DOI: https://doi.org/10.15199/48.2019.08.20
  20. J. G. Mayordomo and J. Usaola, “Apparent power and power factor definitions for polyphase non-linear loads when supply conductors present different resistances”, European Transactions on Electrical Power, vol. 3, no. 6, pp. 415–420, Sep. 2007. DOI: https://doi.org/10.1002/etep.4450030604
  21. Buchholz F., Das Begriffsystem Rechtleistung, Wirkleistung, Totale Blindleistung. Munchen: Selbstverlag, 1950.
  22. J. L. Willems and J. A. Ghijselen, “The Relation between the Generalized Apparent Power and the Voltage Reference”, L’Energia Elettrica, vol. 81, pp. 37–45, Jan. 2004.
  23. S.-J. Jeon, “Definitions of Apparent Power and Power Factor in a Power System Having Transmission Lines With Unequal Resistances”, IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 20, no. 3, pp. 1806–1811, Jul. 2005. DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2005.848658
  24. M. Y. Artemenko, L. M. Batrak, and Y. V. Kutafin, “Detektor priamoi poslidovnosti synusoidnykh napruh v systemi koordynat metodu dvokh vatmetriv”, in Mizhnarodna naukovo-tekhnichna konferentsiia «Radiotekhnichni problemy, syhnaly, aparaty ta systemy», Kyiv, p. 146.
  25. P. Rodriguez, R. Teodorescu, I. Candela, A. Timbus, M. Liserre, and F. Blaabjerg, “New Positive-sequence Voltage Detector for Grid Synchronization of Power Converters under Faulty Grid Conditions”, in 37th IEEE Power Electronics Specialists Conference, Jeju, Korea, 2006, pp. 1–7. DOI: https://doi.org/10.1109/pesc.2006.1712059
§ 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

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

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

Схожі статті

1-10 з 84

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