CC BY
28
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
ПОР1ВНЯННЯ МЕТОД1В КОМПЕНСАЦП НЕАКТИВНО! ПОТУЖНОСТ1 ТРИФАЗНИМ СИЛОВИМ АКТИВНИМ Ф1ЛЬТРОМ З АДАПТИВНИМ РЕЛЕЙНИМ РЕГУЛЯТОРОМ СТРУМУ
Релейне регулювання струму трифазного силового активного фтьтру забезпечуе перемикання силових ключiв, коли похибка струму перевищуе фжсовану величину (зону г^терезису), при цьому частота регульовано-го параметру — змтна. Запропоновано адаптивний регулятор, що забезпечуе постштсть частоти комутаци, при цьому розглянуто формування заданого струму двома методами: вiдповiдно до pq-теорп та теори С. Фрiзе. Проведено серю експериментiв з 1мтащеюроботи силового активного фтьтру для споживача злтшним та нелтшним навантаженнями. Отримано дiаграми, аналiз яких дозволив сформулювати рекомендаций що до використання методiв формування заданого струму силового активного фтьтру та використання адаптивного регулювання струму в залежностi вiд характеру навантаження.
Ключов1 слова: силовий активний фтьтр, широтно-шпульсна модулящя, релейне регулювання струму, адаптивний регулятор, частота комутаци.
ВСТУП
Зростання в промисловосп р1зко змшного i нелшшно-го навантаження, яке викликано нер1вном1рною роботою електротехнолопчних установок та впровадженням ос-тантм часом пристро!в натвпровщниково! техтки, заго-стрило проблему забезпечення якосп електроенергл [1].
Негативна д1я нелшшного навантаження призводить до збшьшення р1вня споживання реактивно! штужносп, що викликае зростання втрат в енергосистем!, переван-таження генератор1в, трансформатор!в, лшш електропе-редач i коливань напруги [1], також виникнення знакозм-шних складових моменту, що негативно позначаеться на працездатносп електричних машин [2].
Конденсаторш батаре!, як1 в основному використо-вують на промислових тдприемствах для компенсацп реактивно! потужиоси розраховують на постшне навантаження. При р1зко змшному навантаженш батаре! кон-денсатор1в для кожного окремого випадку потребують перерахунку балансу реактивно! потужносп, окр1м цьо-го вони дуже чутлив1 до вищих гармошк [3].
Останшми досягненнями силово! перетворювально! техшки i ефективними техтчними ршеннями в обласп компенсацп неактивних складових потужностей наван-тажень е силов1 активт ф1льтри (САФ) [3].
В той же час ефектившсть роботи САФ залежить ввд визначено! компенсащйно! характеристики, яка шдлягае компенсацп. Для визначення неактивних складових зас-тосовують р1зш теорп потужносп. 1мпульси управлшня для САФ, що вщповщають визначенш компенсацшнш характеристик, впливають на швидкодш роботи компенсатору. Тому реал1зований метод формування !мпульав управл1ння САФ е важливим питанням.
©Власенко Р. В., Бялобржеський О. В., 2014
МЕТА РОБОТИ
Пор1вняти методи визначення складових потужносп для трифазного САФ. Ощнка ефективносп використання метод1в формування ключами перетворювача трифазного САФ в умовах лтйного та нелтйного навантаження.
МАТЕР1АЛ I РЕЗУЛЬТАТИ
ДОСЛ1ДЖЕННЯ
На рис. 1 зображена функцюнальна схема трифазного САФ. Силова частина активного ф1льтру включае тран-зисторний перетворювач VT1-6, накопичувальний конденсатор C i з'еднувальний реактор - група !ндуктивно-стей L1-3. Клеми транзисторного перетворювача у кол! постшного струму з'еднуються з накопичувальним конденсатором С. 1ндуктивност1 L1-3 в схем! САФ е струмо-обмежуючим i дозуючим елементом, а завдяки явищу само!ндукцп забезпечуе формування заданого струму, та щдвищення напруги на конденсатор!, формуючи в ком -плека процес заряду i розряду конденсатору. Реал!зова-ний алгоритм управлшня в блоц! визначення заданого струму компенсатору, визначае компенсацшш характеристики для САФ. Блок формування !мпульав управлш -ня компенсатором, в свою чергу, призначений для правильного посилання !мпульс!в керування, як в!дпов!да-ють визначеному заданому струму компенсатору.
Методи управлшня САФ будуються на сучасних уяв -леннях про складов! потужносп [4]. В той же час ваго-мою частиною якосп роботи пристрою в цшому е метод формування !мпульав управлшня ключовими елемен-тами перетворювача.
Серед мегсдав формування !мпульс!в управл!ння транзисторами силового активного фшьтру вид!ляють два основних: широтно-!мпульсна модуляц!я (Ш1М) з пост-
iйною частотою та релейне регулювання струму (РРС) 3i змiнною частотою модуляцп.
Метод Ш1М реал!зуеться шляхом пор!вняння похибки параметру регулювання з опорним сигналом фiксованоï амплiтуди i частоти. Похибка додатково щдсилюеться про-порцiйно-iнтегральним (П1) регулятором. Параметри регулятора розраховують у ввдповщносп з абсолютним значениям критерш оптимальност! Недолiком Ш1М е те, що вона спотворюе форму криво1 струму, призводячи до змiнного у чай складу вищих гармонiк [4].
РРС забезпечуе перемикання силових ключiв, коли похибка перевищуе фiксовану величину - зону пстере-зису (НВ). У цьому випадку частота перемикання змшна. Перевагою системи керування е ïï простота, недол!ком -виникнення субгармотк при змiнi частоти комутаци [4].
РРС мае просту будову в порiвняннi з Ш1М, зокрема не потребуе складнощiв з налаштуванням П1-регулятору, мае кращ1 показники регулювання при робот! з р!зни-ми сигналами напруги мереж [4]. Для подальших досль джень обрано систему керування САФ з РРС.
При реал!заци РРС в силових перетворювачах змшна частота комутаци викликае широкий спектр вищих гар-мошк регульованого параметру (струму) [5]. Це явище було визнано, як рiшення для приводних перетворювачiв електричних машин при мiнiмiзацiï механiчного шуму, але таке ршення не рекомендують для систем високоï потужносп через генерування субгармошк i низько час-тотних гармотк [6].
Для виключення зазначених недолЫв пропонують використання адаптивного регулятору [6]. При цьому збшьшення i спад поточного струму перетворювача, який виробляе значну напругу +ил i -ил на iндуктивностi, яка з'еднуе перетворювач до мереж!, розглядають як [6]:
г-+
d- L (U* - "S );
d'c 1 ir т \
lf = -LU + "S ),
(1)
де Ь - iндуктивнiсть реактору; Пл - напруга накопичу-вального конденсатору; п8 - напруга мереж1.
Розглянутий мережевий контур САФ для довшьного промiжку часу визначае зв'язок мiж струмом на перiодi комутаци вентилiв, напругою перетворювача та мереж1, а частоту комутаци визначають тривалiстю перiоду комутаци [6]. В результат! ширина зони пстерезису НВ релейного елементу [6]:
U2c -
HB = -
т di * "S+1■ dC
(2)
4 fc ■Udc ■ 1
де f - частота комутаци вентил!в перетворювача; i*c -заданий струм САФ.
Трифазне джерело живлення
Силова частина активного фiльтру
ila
"sb
п=
ilb
ilc
Нелшшне навантаження
Rload Lload
r
Блок визначення заданого струму компенсатору
i cb
Блок формування шпульсш управлшня компенсатором
ic
il м
icb
U
'yVT1-VT6
Рисунок 1 - Функщональна схема трифазного САФ
"
ca
"
ас
cc
Таким чином, обравши за вщомими рекомендащя-ми [7] частоту комутацп вентилiв f, знаючи електричнi параметри реактивних елементiв компенсатору, за рiвнян-ням (2) синтезують схему блоку адаптивного регулятора (Adaptive regulator). При цьому в блок вводять поточнi миттeвi значения параметрiв режиму компенсатора: задании струм i , напруга мереж1 uS, напруга конденсатору U, с
Для оцiнки якосп функцiонувания регулятора струм компенсатору ic визначають використовуючи два рiзнi щдходи:
1) PQ-теорiя потужиостi [8];
2) теорiя штужюсп за С. Фрiзе [9].
За 1-им методом, застосовуючи PQ теорш потужиостi [8], виконують перетворення миттево! напруги мереж1 та миттевого струму навантаження в координати ар:
1 —
1
о ^ -Ü
2 2 .
xa xb
(3)
де xa, xb, xc - значения миттево1 напруги мереж1 або миттевого струму навантаження в координатах abc.
Миттеву активну i реактивну потужтсть нават'ажен-ня знаходять [8]:
(4)
де ua, Uß - миттева напруга мереж1 в координатах a ß ; ila, uiß - миттевий струм навантаження в координатах a ß.
Миттеву активну i реактивну потужшсть представля-ють двома складовими [8]: постшною (середньою) P, Qt
Pi ua uß iia
_qi _ uß -ua_ iß _
та зм1нною pi, qt,:
Pi = Pi + Pi
qi = Qi + qi
Середню активну потужнють визначають штегруванням:
(5)
1 t
Pi = T J Pd1,
1 о
(6)
де p=uaia+ubib+ubic - миттева активна потужшсть; T -перюд напруги мереж1.
На САФ покладають функщю компенсацп Pi i q. Заданий струм компенсатору в координатах aß [8]:
r _ r -,
ica 1 ua uß Pi
_ icß_ (ua+uß ) _ uß -ua _ qi _
(7)
Визначення заданого струму компенсатору в координатах abc виконують шляхом зворотного перетворен-ня (3) [8].
За 2-им методом, теорieю повною потужносп Фрiзе, виконують розкладання струму ( напруги) на двi ортого-нальш складовi в часовiй областi [9]: активну iA (повто-рюе форму напруги мереж1 i отримуючу за iнтервал розгляду ту ж енерпю, що i весь струм) i пасивну in ( не-в'язки до струму, не споживаючу енергiю):
i = iA + in.
(8)
Визначають активну потужшсть та значення середнь-оквадратично! напруги за перюд напруги мереж1 Т [9] :
1 T
P — — u • idt ;
T о
1 T
U 2 — — f u 2 dt. t J
Тод1 активний струм за Фр1зе [9]:
P
iA —~2 •u.
U 2
(9)
(10)
(1)
Пасивну складову струму вид1ляють з1 струму наван-таження [9]:
in — i - lA
(12)
Аналогiчним чином визначають струми за фазами «В» та « С».
РЕЗУЛЬТАТИ МОДЕЛЮВАННЯ
У середа вiзуального моделювання MATLAB/Simulink розроблена модель електрично! системи з трифазним САФ (рис. 2) яка включае: електричну мережу (Three-Phase source) з е^валентним активним та iндуктивним опорами, пiдключене через трифазний ключ (Breaker) лшшне навантаження (Three-phase RL load); тдключе-ний до електрично! мереж1 через трифазний реактор (Reactorl) тиристорний перетворювач (Thyristor converter) з активно^ндуктивним навантаженням (RL-load); трифазний транзисторний перетворювач (Transistor converter), з'еднувальний реактор (Reactor) i конденсатор (С); тдсистему формування заданого струму компенсатору (PQ theory/Theory Fryze); систему ре-гулювання струму САФ (System control). Для зниження високочастотних пульсацш струму (напруги) введено трифазний одно частотний ф№тр (LC-filter).
Параметри лшшного та нелiнiйного навантаження встановленi таким чином, щоб забезпечити однаковий режим споживання електроенергп за активною та реактивною потужностями першо! гармошки струму. Л1тйне навантаження (Three-phase RL load) з активною потуж-тстю Р hj=30 кВт, реактивною поIужнiстю Q ha=66 кВАр i тиристорний перетворювач (Thyristor converter)
з активно-шдуктивним навантаженням Rhad=2 Ом; 1^=0,0116 Гн та кутом управлiння 45°.
Ввдповвдно до навантаження за [7] розраховат з' едну-вальний реактор САФ L=5,4 мГн; конденсатор емшстю С=20 мФ; напруга конденсатору Udc=1000 В.
В блощ PQ theory/Theory Fryze формуеться заданий струм компенсатору i* за необхвдшстю комутацiею зв'язк1в подаеться на вхщ блоку System control (рис. 3).
Заданий струм i*c abc надходить на вх1д «+» суматора, на вхiд «-» поступае поточний струм САФ ic на ви-ходi суматору - отриманий вектор похибки струму i (рис. 3). Вектор похибки струму iabc поступае на один з входiв блоков порiвняння Relay1-6, на iнший поступае
поточне значения ширини гiстерезису HB abc, яке зна-ходиться за допомогою блоку Adaptive regulator. З ви-ходiв блоков порiвияния сигнал надходить на входи «S» i «R» тригерiв S-R Flip-Flop 1-3, в результат забезпечуеть-ся формування iмпульсiв управлiния.
Для порiвияния процесiв в системi з РРС фiксоваиою шириною пстерезису (HB=constant) та змiнною (HB=var), що забезпечуеться адаптивним регулятором введено клкта Manual Switch 1-3 (рис. 3).
Дослвдження електричних та енергетичних параметрiв режиму САФ в системi електроспоживання проведено для наступних комбшацш пiдсистем формування та ре-гулювання струму:
Рисунок 2 - Електроенергетична модель з трифазиим САФ
ic abc
G>
us abc
i*c_abc
us_abc HB_abc
Udc
Adaptive regulator
Relay6
Manual Switch3 Рисунок 3 - Система регулювання струму САФ
S-R Flip-Flop3
1. PQ Teopia, aganTHBHe peryjroßaHHa mupuHH ricie-pe3Hcy (T-PQ AHB)
2. PQ Teopia, (iKcoßaHa mupuna riciepe3Hcy (T-PQ HB) ;
3. Teopia ®pi3e, aganTHBHe peryjroßaHHa mupuHH ricTepe3Hcy (T-Fryze AHB);
4. Teopia ®pi3e, (iKcoßaHa mupuHa ricTepe3ucy (T-Fryze HB);
5. PQ Teopia, (iKcoßaHa mupuHa ricrepe3Hcy, nacuß-hhh (ijbip (T-PQ AHB F);
6. PQ Teopia, (iKcoßaHa mupuHa ricTepe3Hcy, nacuß-hhh (ijbip (T-PQ HBF);
7. Teopia ®pi3e, aganTHBHe peryjroßaHHa mupuHH ricrepe3Hcy, nacuBHHH (ijbip (T-Fryze AHB F);
8. Teopia ®pi3e, (iKcoßaHa mupuHa ricTepe3ucy, na-chbhhh (ijbTp (T-Fryze HB F).
^ja nopißHaHHa Tpagu^HHoro PPC Ta 3anponoHoßaHo-ro agamuBHoro peryuaTopy, 6yjo npußegeHo ix cucTeMHi noKa3HHKH b ogHaKoßi yMOBH. to6to, 3icraBHiH nociiHHy mupuHy 3ohh ricrepe3Hcy HB=const PPC 3 nociiHHoro Ha-ctotom KoMyia^i f=const aganTHBHoro peryjiaTopy. npu ^oMy napaMeTpu CA® 3ajHmaK>Tbca gja o6ox ßugiß cuc-TeM ynpaBjiHHa ogHaKoßHMH.
ToMy gogaTKoBo gja 8-mh BapiaHTiB eKcnepuMemy 3 jiHiHHHM Ta HemrnHHHM HaßaHTa^eHHaM npoBegeHo hoth-pu eKcnepuMeHTH npu HaciynHHx yMoßax:
a. HB=12;fc=7,5 кГц; Udc=1000 B; C=20 m®;
b. HB =6, f =15 кГц; Udc=1000 B; C=20 m®;
c. HB=12,fc=7,5 кГц; Udc=2000 B; C=20 m®;
d. HB=6, f= 15 кГц; Udc=2000 B; C=20 m®;
gocmg^eHHa 6yju o6paHi HacTynHi napaMeTpu: aKTHBHa noTy^mcib HaBama^eHHa P, Mepe^i P, peaKTHB-
Ha noTy^HicTb HaßaHra^eHHa Q, Mepe^i Qs Ta Koe(i^eHT cnoTBopeHHa cTpyMy Mepe^i Ithd .
ay
i*c abc
Оцiнкy po6oTH CA® BHKoHaHo 3a BigxujeHHaMH aKiHB-hoi noTy^Hocri P (%) Ta peaKTHBHoi noTy^Hocii Q (%):
[AP = ((Ps - P)/ P) ■ 100%; [AQ = (Qs / Qt )100%. .
(15)
B pe3yjn>Tari peaji3aqii rpynu eKcnepuMemiß 3a3Hanem noKa3HHKH no6ygoßaHi y Burjagi giarpaM - puc. 4-6, Ha aKux cTpijKaMH no3Hanem giarpaMH, opguHaiH aKHx nepe-BH^ywTb BH3HaH^HuH giana3oH. B Ta6jrnuax 1 Ta 2 Hbegem ycepegHeHi noKa3HHKH 3a rpynaMH eKcnepHMeHTiB.
3ßa®aronH, ^o ocHoßHe 3aßgaHHa CA® - KoMneHca^a peaKTHBHoi noTy^Hocii Q 3 MimMi3aqieK> BHKpuBjeHb cTpyMy (THDI), a noMHjKa 3a aKTHBHow noiy^Hic™ npu3ßo-guTb go cyiTeßoi 3MiHH Hanpyru KoHgeHcaropa, aHaji3 ot-puMaHHx pe3yjbTaTiB BHKoHaHo mjaxoM nopißHaHHa 3a3-HaneHux napaMeTpiß 3a rpynaMH. Hampa^i ycepegHeHi noKa3HHKH po6oTH CA® (Ta6j. 1.) 3a6e3nenyroTbca b HeT-ßepTin cepii eKcnepuMemiß. Cepeg hhx cjig oKpeMo ßugi-jhth (Ta6j. 2.) KoM6iHa^i', ^o 3a6e3nenyroTb: AP<1 %; AQ<0,15 %; THD< 10 %, npunoMy KoM6iHa^i no3Hanem ^upHHM 3a6e3nenyroTb bhcokI noKa3HHKH aK npu jiHiHHo-My TaK i npu HejiHiÖHoMy HaßaHTa^eHHax.
BH3HaneHHa npuHHH bhcokhx noKa3HHKiß po6oTH CA® b cepii' d eKcnepuMeHTiß, npoßegeHo gogaTKoßi gocji-gu noMHjKH peryuMBaHHa cTpyMy CA® - puc. 7. He3ßa®a-mhh Ha ogHaKoßy cTpyKTypy cucTeMH peryuMBaHHa cTpyMy CA® noMHjKa He Mo^e 6yTH cKoMneHcoßaHa npu Ha-npy3i po3paxoßaHin 3a peKoMeHgaqiaMH [7]. TaKHM hhhom, icHyroni peкoмeнgaцil noTpe6ywTb yTOHHeHHa 3 ypaxyßaH-HaM mßugKocTi 3MiHH cTpyMy HejiHiÖHoro HaßaHTa^eHHa.
ogHoro 3 HaHKpamux ßapiaHTiß eKcnepuMeHTy d T-Fryze AHB npußegeHa o^HjorpaMa cTpyMy Mepe^i go кoмneнcaцil (puc. 8a) Ta nicja кoмneнcaцil (puc. 86).
CD
ic abc
us abc
i*c_abc
us_abc HB_abc
Udc
Adaptive regulator
Manual Switch3
Reiay6
S-R Flip-Flop3
PucyHoK 3 - CucTeMa perynroßaHHa cTpyMy CA®
ля, %
и
тгРРп
Т-РОАНВ Т-РОНВ Т-РпгеАНВ Т-РгТгеНВ Т-РОАНВ ? Т-РОНВ Р Т-РпгеАНВ Р ТЧ=гке НВ Г
а)
11111111
Т-РОАНВ Т-РОНВ Т-РпгеАНВ Т-РГгае НВ Т-РОАНВ ? Т-РОНВ Р Т-ГШЕ АНВ Р Т-РгТге НВ Р
Рисунок 4 - Вщхилення активно! потужноси: а) при лшшному навантаженнi; б) при нелшшному навантаженнi
Рисунок 5 - Ввдхилення реактивно! потужиоси: а) при лшшному навантаженш; б) при нелшшному навантаженш
7Ш>,, !
тли,, %
ВШ
1 I II
Т-РОАНВ Т-РОНВ Т-Рп'ге АНВ Т-РпгеНВ Т-РОАНВ Р Т-РОНВ Р Т-РпгеАНВ Р Т-Рпге НВР Т-РОАНВ Т-РОНВ Т-РпгеАНВ Т-РпгеНВ Т-РОАНВ Р Т-РОНВР Т-РпгеАНВ Р Т-Рпге НВР
а)
б)
Рисунок 6 - Коефщент спотворення струму мережi: а) при лшшному навантаженш; б) при нелшшному Таблиця 1 - Усереднеш показники за групами експерименив
№ сери Шншне навантаження Нелшшне навантаження
АР, % Ад, % ТИБ, % АР, % Ад, % ТИБЬ %
а 3,36 0,075 9 26 8,23 22,6
Ь 1,72 0,15 6,1 25,75 8,45 21,3
с 2,93 0,36 16,8 1,86 0,21 10,9
а 0,88 0,091 8,9 0,86 0,13 5,8
Таблиця 2 - Порiвняння показниюв якостi компенсацй для «кращих» випадкiв
№ сери Експеримент Шншне навантаження Нелшшне навантаження
АР, % Ад, % ТИБЬ % АР, % Ад, % ТИБ, %
Ь т-рд АНВ 1 0,048 4,4 28 1,9 11,8
а т-рд нв 0,48 0,13 9 0,62 0,12 6
а Т-Ггу2е АНВ 0,68 0,11 8,7 1,2 0,067 5,5
а Т-Ргу2е НВ 0,89 0,14 8,8 0,62 0,11 5
а т-рд нв г 0,87 0,091 9,2 0,62 0,45 6,2
а Т-Егу2е АНВ Г 1,33 0,22 8,9 0,81 0,032 5,7
а Т-Ггу2е НВ Г 0,9 0,049 8,2 0,47 0,011 5,7
а) б)
Рисунок 7 - Помилка струму компенсатору : а) 7^=1000 В; б) 7^=2000 В
Isource A
% с ITfi
» ДА/ YYYV YYWY
jVi. !\ Д j\ а А д A ШШ
^u* ,/ W \ Ш
mL Vww
о ® 009 o i о rj ui и г и ни ам асе и un ш асе шв он
а) б)
Рисунок 8 - Осцилограми струму мережi Isource : а) до компенсаций б) июля компенсаци
ВИСНОВКИ
1. Використання сучасних теорш потужносп, як i ра-шше сформульованих, для визначення струму САФ тдключеного до вузлу з лшшним чи нелтйним наван-таженням, забезпечуе режим компенсаци при релейному регулювання струму САФ, при цьому використання адаптивного регулювання ширини пстерезису регулятора не завжди виправдано.
2. При лшшному навантажент юнукш рекомендаций з вибору параметр1в силових елементв САФ е достатшми, але при наявносп у вузл1 нелшшного навантаження виникають нов1 вимоги яю зумовлюються швидюстю змши струму.
3. Вища швидк1сть змши струму навантаження вима-гае збшьшення швидкоди САФ, яка засобами системи регулювання компенсована бути не може, виникае не-обхвдшсть тдвищення напруги конденсатора в кол1 пост-шно1 напруги.
4. В деяких випадках застосування силового пасивно-го фшьтру, як засобу зниження пульсацш струму САФ е
невиправданим i призводить до додаткових перетошв енерги в колах САФ.
5. Р1зна ефективтсть використання САФ для домшую-чого лшшного чи нелшшного навантажень, вимагае регулювання напруги конденсатора вщносно розрахунково1.
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
1. Агунов А. В. Управление качеством электроенер-гии при несинусоидальних режимах / А. В. Агунов -СПб. : СПбГМТУ 2009. - 134 с.
2. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий / И. В. Жежеленко -М. : Энергоатомиздат, 1984. - 160 с.
3. Давидов О. Ю. Аналз засоб1в компенсаци реактивно1 потужносп в електротехшчних системах / О. Ю. Давидов, О. В. Бялобржеський // В1сник КДУ 1м. М. Остроградського. - 2010. - №3, ч.1 - С. 132-136.
4. Dixon J. Y. Analysis and evaluation of different modulation techniques for active power filters / J. Y. Dixon, S. M. Tepper, L. T. Moran // IEEE. - 1994. -vol. 94, No. 5. - Р. 894-900.
I_____ A
Современные теории мощности и их использование в преобразовательных системах силовой электроники / [И.Ф. Домнин, Г.Г. Жемеров, Д. С. Крылов, Е.И. Сокол] // Техшчна електродинам1ка, тематич-ний випуск «Проблеми сучасно! електротехшки». -2004. - ч. 1. - С. 81-90.
Лохов С. М. Энергетические составляющие мощности вентильных преобразоватилей / С. М. Лохов. -Челябинск : ЮУрГУ, 1999. - ч. 1. - 106 с.
Стаття надгйшла до редакцп 10.10.2014.
Пгсля доробки 28.11.2014.
Власенко Р. В. Адаптивне управлшня релеИним ре- 8. гулятором струму однофазного силового активного фшьтру / Р. В. Власенко, О. В. Бялобржеський // Вкник ДонНТУ сер1я «Елекгротехшка i енергетика». -2014. - №1. - С. 39-44.
Zabihi S. An adaptive hysteresis current control based on unipolar PWM for active power filters» / S. Zabihi, 9. F. A. Zare // Proceedings of the 2006 Australasian Universities Power Engineering Conference, 10-13 December 2006. - Victoria, Melbourne, Australia. Feasibility study of flexible systems for reactive power compensation / [ J. Zakis, D. Vinnikov, J. Laugis, I. Rankirs] // IEEE. - 2010. - №5. - Р. 14-20.
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
АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ РЕЛЕЙНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ ТРЕХФАЗНОГО СИЛОВОГО АКТИВНОГО ФИЛЬТРА
Релейное регулирование тока трехфазного силового активного фильтра обеспечивает переключение силовых ключей, когда погрешность тока превышает фиксированную величину (зону гистерезиса), при этом частота регулируемого параметра — переменная. Предложен адаптивный регулятор, обеспечивающий постоянство частоты коммутации, при этом рассмотрено формирование заданного тока двумя методами: согласно pq-теории и теории С. Фризе. Проведено серию экспериментов с имитацией работы силового активного фильтра для потребителя с линейной и нелинейной нагрузкой. Получены диаграммы, анализ которых позволил сформулировать рекомендации, к использованию методов формирования заданного тока силового активного фильтра и использование адаптивного регулирования тока в зависимости от характера нагрузки.
Ключевые слова: силовой активный фильтр, широтно-импульсная модуляция, релейное регулирование тока, адаптивный регулятор, частота коммутации.
Vlasenko R.V.1, Bialobrzeski O.V.2
1Postgraduate Kremenchuk Myhailo Ostrohradskiy National University, Ukraine
2Candidate of Science, Associate Protessor, Kremenchuk Myhailo Ostrohradskiy National University, Ukraine
ADAPTIVE CONTROLOF CURRENT CONTROLLER RELAY FOR THREE-PHASEACTIVE POWER FILTER
Current control relay of three-phase active power filter provides the toggle power switches, when the current error exceeds a fixed value (hysteresis band), while the frequency of setting options is variable. The adaptive controller, which ensures the consistency switching frequency, is proposed, while formation of this current in two ways (according to the pq-theory and the theory of S. Fryze) is considered. Series of experiments with simulated operation of the active power filter for the consumer with linear and nonlinear loads are considered. The diagrams are obtained; their analysis allows to formulate recommendations for use of the given current methods of generating active power filter and the use of adaptive current control depending on the nature of the load..
Keywords: active powerfilter, pulse-width modulation, current control relay, adaptive controller, switching frequency.
REFERENCES
Agunov A. V. Upravlenie kachestvom electroenergiyi pri nesinusoidal'nyh rezhymah. Sankt-Peterburg, SPbSMTU, 2009, 134 p.
Zhezelenko I. V. Vysshie garmoniki v sistemax elektrosnabzheniya prompredpriyatij. Moscow, Energoatomizdat, 1984, 160 p. Davydov O. Y., Bialobrzeski O. V. Analiz zasobiv kompensacziyi potuzhnosti v elektrotexnichyx systemax, VisnykKDUOstrograds'kogo, 2010, No. 3, Part 1, pp. 132-136.
Dixon J. Y., Tepper S. M., Moran L. T. Analysis and evaluation of different modulation techniques for active power filters, IEEE, 1994, vol. 94, No. 5, pp. 894-900. Vlasenko R. V., Bialobrzeski O. V Adaptyvne upravlin'ya relejnym regulyatorom strumu odnofaznogo sylovogo
aktyvnogo fil'tru, Visnyk DonTU, seriya «Elektrotexnika i energetyka», 2014, No.l, pp. 39-44. Zabihi S., Zare F. An adaptive hysteresis current control based on unipolar PWM for active power filters, A Proceedings of the 2006 Australasian Universities Power Engineering Conference, 10-13 December 2006, Victoria, Melbourne, Australia. Zakis J., Vinnikov D., Laugis J., Rankirs I. Feasibility study of flexible systems for reactive power compensation, IEEE, 2010, No. 5, pp. 14-20. Domnin I. F., Zhemerov G.G., Krylov D.S., Sokol E.I. Sovremennye teoryyi moshhnosti i ix ispol'zovanie v preobrazovatel'nyh sistemax silovoy elektroniki, Elektrodynamika, tematychnyj vypusk «Problemy suchasnoyi elektrotexniky», 2004, Part 1, pp. 81-90. Loxov S. M. Energetichesie sostavlyayushhie moshhnosti preobrazovatiley. Chelyabinsk, YUUrGU, 1999, Part 1, 106 p.
6.
7.
1.
6.
2.
7.
3.
8.
4.
9.
