скачать PDF

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.

Жуков Николай Александрович – ассистент, Институт энергетики информационных технологий и управляющих систем, ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», г. Белгород, Россия, E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра..

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.