Аннотация
В статье рассмотрена система управления активным силовым фильтром высших гармоник. Исследована обобщенная структура параллельного активного фильтра. В структуре системы управления выделен функциональный блок, отвечающий за генерацию сигнала искажений токов нагрузки на основании информации, получаемой непосредственно из системы электроснабжения. Тип и способы получаемой информации напрямую зависят от математического аппарата, используемого исследуемым блоком. Проанализированы два способа выделения сигнала искажений: метод мгновенной мощности и метод режекторной фильтрации. Метод мгновенной мощности (p-q теория) предполагает использование преобразования Кларка для перехода от однофазной системы токов и напряжений к двухфазной системе. Затем производится расчет активной и реактивной мощностей, переменные составляющие которых обусловлены наличием высших гармонических составляющих. Выделение переменных составляющих мощностей необходимо для расчета токов искажений сначала в двухфазной системе, а после обратного преобразования и в трехфазной системе координат. Второй способ заключается в фильтрации режекторным фильтром, настроенным на частоту первой гармоники тока, и получения, таким образом, сигнала искажений. Рассмотрены структурные схемы систем, построенных по исследуемым методам. Исследование и сравнение систем проводилось методом имитационного моделирования. В качестве результатов моделирования приведены спектральные составы скомпенсированных токов системы электроснабжения с потребителями, имеющими нелинейные вольт-амперные характеристики. Также представленны значения коэффициентов несинусоидальности токов, полученные в ходе моделирования. Анализ полученных результатов позволил сделать вывод о наиболее предпочтительном использовании метода режекторной фильтрации в структуре системы управления активным фильтром.
Ключевые слова
Система управления, силовой активный фильтр, имитационное моделирование, компенсация высших гармоник, теория мгновенной мощности, фазовая автоподстройка частоты.
1. Розанов Ю.К., Рябчинский М.В., Кваснюк А.А. Силовая электроника. М.: Изд. дом МЭИ, 2007.
2. Синтез фильтрокомпенсирующих устройств для систем электроснабжения: коллективная монография / Боярская Н.П. и др.; ред. В.П. Довгун. Красноярск: Сиб. фед. ун-т, 2014.
3. Боярская Н.П., Дербенев А.М., Довгун В.П. Адаптивная система формирования управляющих сигналов для активных фильтров гармоник // Ползуновский вестник. 2011. № 2/1. С. 25-29.
4. Akagi H., Watanabe E.H., Aredes M. Instaneous power theory and applications to power conditioning. Wiley-IEEE Press, N. J., 2007. 375 p.
5. Akagi H. Active harmonic filters // Proceedings of the IEEE. 2005. Vol. 93. No. 12. Р. 2128-2141.
6. Жуков Н.А. Применение метода мгновенной мощности в системе управления активным фильтрокомпенсирующим устройством // Молодежь и научно-технический прогресс: сб. докл. X междунар. науч.-практ. конференции студентов, аспирантов и молодых ученых: в 4 т. Т. 4. / сост. В.Н. Рощупкина, В.Н. Уваров [и др.]. Губкин; Старый Оскол: ООО «Ассистент плюс», 2017. С. 227-231.
7. Mahni T. et al. Three-phase for-wire shunt active filter with unbalanced loads // Energy Procedia. 2014. Vol. 50. P. 528-535.
8. Климаш В.С., Светлаков Д.П. Анализ физических процессов компенсатора реактивной мощности с симметрированием тока сети и новым принципом управления // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2007. №. 5. С. 18-22.
9. Jeno Paul R.D.P., Raglend J. Design and Simulation of Phase Locked Loop Controller Based Three Phase Unified Power Quality Conditioner for Nonlinear and Voltage Sensitive loads // International journal of applied Engineering research, Dindigul. 2010. Vol. 1. No. 2. Р. 234-243.
10. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники / пер. с англ.; под ред. Б.Н. Бронина. М.: Бином, 2012.
11. Авербух М.А., Жуков Н.А., Хворостенко С.В. Оценка уровня высших гармоник токов и напряжений в электрических сетях заводов железобетонных изделий // Научное обозрение. 2016. №. 7. С. 79-85.
12. Жуков Н.А. Сравнение систем управления активными фильтрокомпенсирующими устройствами при нестационарных процессах // Молодежь. Наука. Технологии: сб. науч. тр. Междунар. науч.-техн. конференции студентов и молодых ученых: в 4 ч. / под ред. Е.Г. Гуровой, С.В. Макарова. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2017. ISBN 978-5-7782-3196-2. Ч. 4: Промышленная электроника. Энергетика. С. 31-33.
- Подробности
- Просмотров: 1777