[go: up one dir, main page]

RU2498475C2 - Method for control of power-factor correction unit in supply mains - Google Patents

Method for control of power-factor correction unit in supply mains Download PDF

Info

Publication number
RU2498475C2
RU2498475C2 RU2011149940/07A RU2011149940A RU2498475C2 RU 2498475 C2 RU2498475 C2 RU 2498475C2 RU 2011149940/07 A RU2011149940/07 A RU 2011149940/07A RU 2011149940 A RU2011149940 A RU 2011149940A RU 2498475 C2 RU2498475 C2 RU 2498475C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
phase
harmonic components
mains
harmonic
Prior art date
Application number
RU2011149940/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011149940A (en
Inventor
Сергей Александрович Харитонов
Дмитрий Владиславович Коробков
Вадим Викторович Машинский
Сергей Николаевич Завертан
Николай Иванович Бородин
Александра Ивановна Христолюбова
Дмитрий Николаевич Бородин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Производственное объединение "Север"
Priority to RU2011149940/07A priority Critical patent/RU2498475C2/en
Publication of RU2011149940A publication Critical patent/RU2011149940A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2498475C2 publication Critical patent/RU2498475C2/en

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: according to the method instantaneous values of three-phase mains are measured; selected harmonic components of the current are defined; phase-by-phase summation of harmonic components is made; correction current values are formed for each phase of line current which contains the selected harmonic components and having phase shift per 180 electric degrees and by means of respective current values delivery to each phase compensation of harmonic components for the line current is achieved.
EFFECT: improving quality of electric power due to elimination of harmonic components from the current line which are generated by non-linear load without use of auxiliary power filtering LC-circuits.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано в автономных или энергетических системах электроснабжения промышленных предприятий при наличии значительной нелинейной нагрузки, генерирующей высшие гармонические составляющие напряжения и тока, для приведения в соответствие с требованиями стандартов коэффициента искажения синусоидальности и коэффициента n-ой гармонической составляющей кривой питающего напряжения.The invention relates to the field of electrical engineering and electric power industry and can be used in autonomous or power supply systems of industrial enterprises in the presence of a significant non-linear load generating higher harmonic components of voltage and current to bring the sinusoidal distortion coefficient and the coefficient of the nth harmonic component in accordance with the standards supply voltage curve.

Известен способ управления устройством компенсации реактивной мощности [Патент РФ №2354025, H02J 3/18. Способ компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети / Б.Н. Абрамович, В.В. Полищук, Ю.А. Сычев. - опубл. 27.09.2009], при котором измеряют мгновенные значения напряжения сети, выходных токов нелинейной нагрузки и статического компенсатора до фазовой синхронизации напряжения и тока, сигналы от датчика напряжения обрабатываются фазовым преобразователем, а после фазовой синхронизации выходные сигналы блока фазовой синхронизации умножаются на сигнал задания по току регулятора напряжения накопительного конденсатора, обрабатываются фазовым преобразователем, затем сравниваются с измеренными сигналами тока нелинейной нагрузки, заданного и фактического тока инвертора, и полученный в результате этого сигнал рассогласования используют в качестве управляющего сигнала для формирования релейными регуляторами импульсов управления статическим компенсатором.A known method of controlling a device for reactive power compensation [RF Patent No. 2354025, H02J 3/18. A method for compensating higher harmonics and correcting the network power factor / B.N. Abramovich, V.V. Polishchuk, Yu.A. Sychev. - publ. 09/27/2009], in which the instantaneous values of the mains voltage, the output currents of the nonlinear load and the static compensator are measured before phase synchronization of voltage and current, the signals from the voltage sensor are processed by the phase converter, and after phase synchronization, the output signals of the phase synchronization unit are multiplied by the current reference signal the voltage regulator of the storage capacitor, they are processed by a phase converter, then they are compared with the measured signals of the current of the nonlinear load, given and actually of the inverter current, and the resulting mismatch signal is used as a control signal for the formation of relay pulses for controlling the static compensator.

Однако в указанном способе ограничена полоса пропускания инвертора и выходной пассивный фильтр не позволяет в полной мере отработать высшие гармоники.However, in the indicated method, the inverter bandwidth is limited and the output passive filter does not allow to fully work out the higher harmonics.

Кроме того, известен способ управления устройством компенсации реактивной мощности, содержащего параллельно подключенные к шинам переменного тока нелинейную нагрузку - тиристорно-реакторную группу, конденсаторные батареи - фильтры высших гармоник и статический компенсатор реактивной мощности на полностью управляемых ключах [Патент РФ №2280934, H02J 3/18. Способ управления устройством компенсации реактивной мощности / М.И. Мазуров, А.В. Николаев, Р.А. Дайновский, Б.П. Краснова. - опубл. 27.07.2006], который является прототипом предлагаемого изобретения, заключающийся в том, что измеряют напряжение и на шинах переменного тока, измеряют мгновенные значения выходных токов нелинейной нагрузки и статического компенсатора, сравнивают напряжение и на шинах переменного тока с уставками Umax и Umin, формируют управляющие сигналы, причем при превышении напряжением и уставки Umax отключают фильтры высших гармоник, измеряют параметры гармонических составляющих тока нелинейной нагрузки - величину и фазу и формируют в токе статического компенсатора гармонические составляющие пропорционально и противофазно измеренным гармоническим составляющим тока нелинейной нагрузки, а при снижении напряжения и ниже Umin отключают нелинейную нагрузку и включают фильтры высших гармоник.In addition, there is a known method of controlling a reactive power compensation device containing a non-linear load connected in parallel to AC buses — a thyristor-reactor group, capacitor banks — higher harmonics filters and a static reactive power compensator on fully controllable keys [RF Patent No. 2280934, H02J 3 / eighteen. A method for controlling a reactive power compensation device / M.I. Mazurov, A.V. Nikolaev, R.A. Dainovsky, B.P. Krasnova. - publ. 07/27/2006], which is the prototype of the invention, which measures voltage on AC buses, measures the instantaneous output currents of non-linear load and static compensator, compares voltage on AC buses with settings U max and U min , form control signals, wherein when the voltage exceeds the setpoint and U max disable filters harmonics, harmonic components of the measured parameters of the nonlinear load current - the magnitude and phase and generating a static current to harmonic components proportional compensator antiphase and measured nonlinear harmonic components of the load current, and when the voltage drops below U min and disable the nonlinear load and the higher harmonics include filters.

Однако в силу того, что фильтры высших гармоник отключаются дискретно, становится невозможным непрерывное поддержание заданного коэффициента нелинейных искажений напряжения сети. Кроме того, фильтр высших гармоник обладает большими массогабаритными показателями, поскольку его конденсаторы и индуктивности выбираются из условия подавления 5, 7, 9, 11 и т.д. гармонических составляющих.However, due to the fact that the filters of higher harmonics are switched off discretely, it becomes impossible to continuously maintain a given coefficient of nonlinear distortion of the mains voltage. In addition, the filter of higher harmonics has large overall dimensions, since its capacitors and inductances are selected from the suppression condition of 5, 7, 9, 11, etc. harmonic components.

Задача изобретения заключается в повышении качества электрической энергии питающей сети за счет исключения в сетевом токе гармонических составляющих, генерируемых нелинейной нагрузкой, путем компенсации выбранных гармонических составляющих, а также снижении массогабаритных показателей фильтров компенсирующего устройства.The objective of the invention is to improve the quality of electrical energy of the supply network by eliminating the harmonic components generated by the nonlinear load in the mains current by compensating for the selected harmonic components, as well as reducing the overall dimensions of the filters of the compensating device.

Задача достигается тем, что в предлагаемом способе управления устройством компенсации реактивной мощности в питающей сети измеряют мгновенные значения трехфазного тока сети, выделяют выбранные гармонические составляющие этого тока, производят пофазное сложение данных гармонических составляющих, формируют токи коррекции для каждой фазы сетевого тока, содержащие выделенные гармонические составляющие и имеющие фазовый сдвиг 180 электрических градусов, и, выдавая в каждую фазу соответствующие токи, добиваются компенсации гармонических составляющих сетевого тока.The objective is achieved in that in the proposed method for controlling a reactive power compensation device in the supply network, instantaneous values of the three-phase current of the network are measured, selected harmonic components of this current are extracted, phase-by-phase addition of these harmonic components is made, correction currents are generated for each phase of the network current containing the selected harmonic components and having a phase shift of 180 electrical degrees, and by issuing corresponding currents in each phase, they achieve harmonic compensation components of the mains current.

На чертеже приведена одна из возможных структурных схем, реализующих предлагаемый способ. Структурная схема содержит трехфазный источник питающей сети Uс (блок 1), каждая фаза которого представляет собой последовательное соединение источника синусоидальной ЭДС ea, eb, ec, активного сопротивления внешней сети Ra c, Rb c, Rc c и индуктивности внешней сети La c, Lb c, Lc c. Выходные фазы источника питающей сети Uc (блок 1) через первичные обмотки датчиков тока ДТa нн, ДТb нн, ДТс нн (блоки 2, 3, 4) соединены с трехфазной нагрузкой (блок 5), которая состоит из нелинейной НН и линейной ЛН частей, и выходами статического компенсатора СК (блок 6) через первичные обмотки датчиков тока статического компенсатора ДТа ск, ДТb cк, ДТс ск (блоки 7, 8, 9). Вторичные обмотки датчиков тока ДТa нн, ДТb нн, ДТс нн (блоки 2, 3, 4) соединены с микроконтроллером МК (блок 10) и входами схем выделения гармонических составляющих в сетевом токе Wpk…Wpn (блоки 11…16), выходы которых соединены с входами схем сложения (блоки 17, 18, 19). Выходы схем сложения (блоки 17, 18, 19) соединены с входами других схем сложения (блоки 20, 21, 22), выходы которых соединены с инвертирующими звеньями (блоки 23, 24, 25). Выходы инвертирующих звеньев соединены с входами системы импульсно-фазового управления СИФУ (блок 26). Выходы СИФУ соединены с управляющими входами статического компенсатора СК (блок 6). Вторичные обмотки датчиков тока статического компенсатора ДТa ск, ДТd cк, ДТc ск (блоки 7, 8, 9) соединены с входами схем выделения гармонических составляющих токов Wp1 A, Wp1 B, Wp1 C (блоки 27, 28, 29), выходы которых соединены с входами схем сложения (блоки 20, 21, 22).The drawing shows one of the possible structural schemes that implement the proposed method. The block diagram contains a three-phase power supply source Ufrom (block 1), each phase of which is a serial connection of a sinusoidal emf source ea, eb, ec, active resistance of the external network Ra c, Rb c, Rc c and inductance of the external network La c, Lb c, Lc c. Output phases of the power supply Uc (block 1) through the primary windings of current sensors DTa nnDTb nnDTfrom nn(blocks 2, 3, 4) are connected to a three-phase load (block 5), which consists of non-linear LV and linear LV parts, and the outputs of the SK static compensator (block 6) through the primary windings of the current sensors of the DT static compensatorbut ckDTb ckDTfrom ck (blocks 7, 8, 9). Secondary windings of current sensors DTa nnDTb nnDTfrom nn (blocks 2, 3, 4) are connected to the microcontroller MK (block 10) and the input circuits of the allocation of harmonic components in the mains current Wpk... Wpn (blocks 11 ... 16), the outputs of which are connected to the inputs of the addition circuits (blocks 17, 18, 19). The outputs of the addition circuits (blocks 17, 18, 19) are connected to the inputs of other addition circuits (blocks 20, 21, 22), the outputs of which are connected to the inverting links (blocks 23, 24, 25). The outputs of the inverting links are connected to the inputs of the pulse-phase control system SIFU (block 26). The outputs of the SIFU are connected to the control inputs of the static compensator SK (block 6). Secondary windings of current sensors of the static compensator DTa ckDTd ckDTc ck (blocks 7, 8, 9) are connected to the inputs of the circuits for the allocation of harmonic components of the currents Wp1 A, Wp1 B, Wp1 C (blocks 27, 28, 29), the outputs of which are connected to the inputs of the addition circuits (blocks 20, 21, 22).

Источник питающей сети Uc (блок 1) может представлять собой промышленную сеть, синхронный генератор или статический преобразователь с переменным стабилизированным напряжением по любой из известных схем (см. B.C. Руденко, В.И. Сенько, И.М. Чиженко. Основы преобразовательной техники. - М.: Высш. школа, 1980. - 424 с.). Датчики тока ДТa нн, ДТb нн, ДТс нн (блоки 2, 3, 4) и ДТa cк, ДТb ск, ДТc ск (блоки 7, 8, 9) - типовые трансформаторы тока. Нелинейная часть НН трехфазной нагрузки (блок 5) может представлять собой выпрямитель по любой из известных схем (см. B.C. Руденко, В.И. Сенько, И.М. Чиженко. Основы преобразовательной техники. - М.: Высш. школа, 1980. - 424 с.), а линейная часть ЛН - последовательное или параллельное соединение резистора и дросселя. Микроконтроллер МК (блок 10) представляет собой цифровой измерительный блок для контролирования настройки частоты блоков выделения гармонических составляющих токов. Схемы выделения гармонических составляющих тока Wpk…Wpn (блоки 11…16) и Wp1 A, Wp1 B, Wp1 C (блоки 27, 28, 29) могут представлять собой резонансные звенья, например,

Figure 00000001
или
Figure 00000002
 реализуемые в аналоговом виде (см. Теория автоматического управления. Ч1. Теория линейных систем автоматического управления. Под ред. А.А. Воронова. Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш. школа, 1977), а для исключения температурной зависимости параметров звеньев в цифровом виде (см. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. - СПб.: Питер. - 2006. - 751 с.). Система импульсно-фазового управления СИФУ (блок 26) представляет собой стандартную систему управления, реализующую вертикальный принцип (см. B.C. Руденко, В.И. Сенько, И.М. Чиженко. Основы преобразовательной техники. - М.: Высш. школа, 1980). Статический компенсатор СК (блок 6) - это инвертор напряжения с выходным однозвенным LC-фильтром с широтно-импульсной модуляцией, работающий на высокой частоте переключения силовых ключей (см. B.C. Руденко, В.И. Сенько, И.М. Чиженко. Основы преобразовательной техники. - М.: Высш. школа, 1980).The power supply source U c (block 1) can be an industrial network, a synchronous generator or a static converter with a variable voltage stabilizer according to any of the known schemes (see BC Rudenko, V.I. Senko, I.M. Chizhenko. Fundamentals of converter technology . - M.: High School, 1980 .-- 424 p.). Current sensors DT a nn , DT b nn , DT with nn (blocks 2, 3, 4) and DT a ck , DT b ck , DT c ck (blocks 7, 8, 9) are typical current transformers. The nonlinear part of the LV of a three-phase load (block 5) can be a rectifier according to any of the known schemes (see BC Rudenko, VI Senko, IM Chizhenko. Fundamentals of converting technology. - M .: Higher school, 1980. - 424 s.), And the linear part of the LV is a series or parallel connection of the resistor and inductor. The microcontroller MK (block 10) is a digital measuring unit for controlling the frequency settings of the blocks for extracting harmonic component currents. The schemes for isolating the harmonic components of the current W pk ... W pn (blocks 11 ... 16) and W p1 A , W p1 B , W p1 C (blocks 27, 28, 29) can be resonant links, for example,
Figure 00000001
 or
Figure 00000002
 sold in analog form (see. Theory of automatic control. Part 1. Theory of linear systems of automatic control. Edited by A. A. Voronov. Textbook for universities. - M .: Higher school, 1977), and to exclude temperature dependence link parameters in digital form (see Sergienko A.B.Digital signal processing. - St. Petersburg: Peter. - 2006. - 751 p.). The SIFU pulse-phase control system (block 26) is a standard control system that implements the vertical principle (see BC Rudenko, VI Senko, IM Chizhenko. Fundamentals of converter technology. - M.: Higher school, 1980 ) The SC static compensator (block 6) is a voltage inverter with a single-link output filter with pulse-width modulation, operating at a high switching frequency of power switches (see BC Rudenko, VI Senko, IM Chizhenko. Fundamentals of converter Techniques. - M.: Higher School, 1980).

Способ осуществляется следующим образом. При нелинейной нагрузке и синусоидальном источнике питающего напряжения, нагрузка начинает генерировать несинусоидальный ток, который содержит гармонические составляющие. Этот несинусоидальный ток суммируется с сетевым током и искажает форму последнего. При протекании искаженного сетевого тока по фазным сопротивлениям электроэнергетической системы возникают несинусоидальные падения напряжений, которые искажают форму сетевого напряжения. Таким образом, мгновенные значения сетевого тока в каждой фазе измеряются с помощью датчиков тока нелинейной нагрузки ДТa нн, ДТb нн, ДТc нн. Измеренные значения токов попадают в схемы выделения гармонических составляющих тока Wpk…Wpn, в которых происходит резонансное выделение необходимых гармонических составляющих для формирования управляющих сигналов системы импульсно-фазового управления СИФУ. Следует отметить, что настройка схемы выделения гармонических составляющих тока производится на основе известного гармонического состава сетевого тока. Для выделения гармонической составляющей с частотой 100 Гц, а, следовательно, циклической частотой ω=2π·100≈628,31 рад/с необходимо выставить вычисленный параметр в передаточную функцию резонансного звена

Figure 00000003
.The method is as follows. With a non-linear load and a sinusoidal power supply, the load starts to generate a non-sinusoidal current that contains harmonic components. This non-sinusoidal current is added to the mains current and distorts the shape of the latter. When a distorted mains current flows through the phase resistances of an electric power system, non-sinusoidal voltage drops occur that distort the shape of the mains voltage. Thus, the instantaneous values of the mains current in each phase are measured using non-linear load current sensors DT a nn , DT b nn , DT c nn . The measured values of the currents fall into the scheme of separation of the harmonic components of the current W pk ... W pn , in which there is a resonant selection of the necessary harmonic components for the formation of the control signals of the SIPU pulse-phase control system. It should be noted that the configuration of the scheme for distinguishing harmonic components of the current is based on the known harmonic composition of the mains current. To isolate the harmonic component with a frequency of 100 Hz, and, consequently, with a cyclic frequency of ω = 2π · 100≈628.31 rad / s, it is necessary to set the calculated parameter to the transfer function of the resonance link
Figure 00000003
 .

В результате на заданной частоте достигается достаточно большой коэффициент усиления, при этом на других частотах этот коэффициент усиления крайне мал. Таким образом, выделенные в блоках 11…16 гармонические составляющие токов от k-ой до n-ой складываются пофазно в блоках сложения 17…22 и проходят через инвертирующие звенья, которые создают в каждой фазе сдвиг в 180 электрических градусов, необходимый для создания отрицательной обратной связи. Так создаются управляющие сигналы для системы импульсно-фазового управления. Система импульсно-фазового управления формирует высокочастотные импульсы управления для переключения силовых ключей статического компенсатора (СК), который преобразует энергию источника постоянного напряжения в токи, определяемые спектром управляющих сигналов. С выхода СК сигналы поступают через первичные обмотки датчиков тока статического компенсатора ДТa cк, ДТb ск, ДТc ск на входные зажимы нелинейной нагрузки НН, компенсируя выделенные гармонические составляющие. Для исключения основной гармонической составляющей в выходном токе статического компенсатора мгновенные значения этого тока измеряются с помощью датчиков тока статического компенсатора ДТa cк, ДТb ск, ДТc ск ,  после чего в них с использованием схем выделения гармонических составляющих токов Wp1 A, Wp1 B, Wp1 C происходит выделение основной гармонической составляющей аналогично выделению гармонических составляющих в схемах Wpk…Wpn, после чего данные сигналы суммируются в схемах сложения с другими выделенными гармоническими составляющими токов. Для учета изменения частоты основной гармонической составляющей сетевого тока в системе применяется микроконтроллер (МК), который на основании измеренных датчиками токов нелинейной нагрузки ДТa нн, ДТb нн, ДТc нн получает значение частоты основной гармонической составляющей сетевого тока и создает управляющие сигналы по заданному в микроконтроллере алгоритму для изменения настроечных параметров схем выделения гармонических составляющих токов Wp1 A, Wp1 B, Wp1 C и Wpk…Wpn.As a result, a sufficiently large gain is achieved at a given frequency, while at other frequencies this gain is extremely small. Thus, the harmonic components of the currents selected from blocks 11 ... 16 from the k-th to the n-th are added phase-wise to the addition blocks 17 ... 22 and pass through the inverting links, which create a 180-degree electrical shift in each phase, which is necessary to create a negative feedback communication. This creates the control signals for the pulse-phase control system. The pulse-phase control system generates high-frequency control pulses for switching the power switches of a static compensator (SC), which converts the energy of a constant voltage source into currents determined by the spectrum of control signals. From the output of the SC, the signals arrive through the primary windings of the current sensors of the static compensator DTa ckDTb ckDTc ckat the input terminals of the LV non-linear load, compensating for the selected harmonic components. To eliminate the main harmonic component in the output current of the static compensator, the instantaneous values of this current are measured using current sensors of the static compensator DTa ckDTb ckDTc ck , then in them using harmonic current separation Wp1 A, Wp1 B, Wp1 Cthe main harmonic component is selected, similarly to the selection of harmonic components in the W circuitspk... Wpn, after which these signals are summed in addition schemes with other selected harmonic components of the currents. To account for changes in the frequency of the main harmonic component of the mains current in the system, a microcontroller (MK) is used, which is based on the measured non-linear load currents DTa nnDTb nnDTc nnreceives the frequency value of the main harmonic component of the mains current and creates control signals according to the algorithm specified in the microcontroller to change the tuning parameters of the circuits for extracting harmonic components of the currents Wp1 A, Wp1 B, Wp1 C and Wpk... Wpn.

Подавление высших гармонических составляющих в предложенном способе происходит за счет подавления до необходимого уровня выбранных гармонических составляющих сетевого тока путем их компенсации с использованием отрицательной обратной связи по выбранным гармоническим составляющим и дополнительного источника мощности.The suppression of the higher harmonic components in the proposed method occurs by suppressing to the required level the selected harmonic components of the mains current by compensating them using negative feedback on the selected harmonic components and an additional power source.

Докажем, что в предложенном способе повышения качества электрической энергии происходит уменьшение выбранных гармонических составляющих. Рассмотрим изображения выбранной i-ой гармонической составляющей для одной из фаз электрической сети.We prove that in the proposed method for improving the quality of electric energy, the selected harmonic components are reduced. Consider the image of the selected i-th harmonic component for one of the phases of the electric network.

Figure 00000004
Figure 00000004

где

Figure 00000005
- сетевой ток по i-ой гармонической составляющей тока;Where
Figure 00000005
 - mains current according to the i-th harmonic component of the current;

Figure 00000006
- ток, потребляемый статическим компенсатором по i-ой гармонической составляющей тока;
Figure 00000006
 - the current consumed by the static compensator for the i-th harmonic component of the current;

Figure 00000007
- ток, генерируемый нелинейной нагрузкой по i-ой гармонической составляющей.
Figure 00000007
 is the current generated by the nonlinear load in the i-th harmonic component.

В соответствии с представленной структурной схемой устройства, ток i-ой гармонической оставляющей, потребляемый статическим компенсатором, может быть найден по выражению:In accordance with the presented structural diagram of the device, the current of the i-th harmonic leaving consumed by the static compensator can be found by the expression:

Figure 00000008
Figure 00000008

где Yi(s) - передаточная функция системы импульсно-фазового управления СИФУ по i-ой гармонической составляющей тока;where Y i (s) is the transfer function of the pulse-phase control system of SIFU according to the i-th harmonic component of the current;

Kcкj - коэффициент передачи статического компенсатора СК по j-ой гармонической составляющей тока;K cкj is the transfer coefficient of the static compensator SC along the j-th harmonic component of the current;

Wpi(s) - передаточная функция схемы выделения j-ой гармонической составляющей тока Wpk…Wpn; Wp1(s) - передаточная функция схемы выделения основной гармонической составляющей тока Wp1 A, Wp1 B, Wp1 C.W pi (s) is the transfer function of the allocation circuit of the j-th harmonic component of the current W pk ... W pn ; W p1 (s) is the transfer function of the allocation circuit of the main harmonic component of the current W p1 A , W p1 B , W p1 C.

На основании выражений (1) и (2) выразим

Figure 00000009
- сетевой ток по i-ой гармонической составляющей:Based on the expressions (1) and (2) we express
Figure 00000009
 - mains current in the i-th harmonic component:

Figure 00000010
Figure 00000010

В выражении (3) выделим передаточную функцию схемы выделения i-ой гармонической составляющей нулевой последовательности:In expression (3), we select the transfer function of the allocation scheme of the i-th harmonic component of the zero sequence:

Figure 00000011
Figure 00000011

Тогда после приведения выделенной передаточной функции (4) к общему знаменателю изображение сетевого тока по i-ой гармонической составляющей:Then, after bringing the selected transfer function (4) to a common denominator, the image of the mains current by the i-th harmonic component:

Figure 00000012
Figure 00000012

Подставляя в уравнение (5) s=jωl, определим значение l-ой гармонической составляющей в сетевом токе:Substituting s = jω l into equation (5), we determine the value of the lth harmonic component in the mains current:

Figure 00000013
Figure 00000013

Из выражения (6) видно, что l-ая гармоническая составляющая скомпенсирована и отсутствует в сетевом токе.From the expression (6) it is seen that the l-th harmonic component is compensated and absent in the mains current.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет исключить в сетевом токе гармонические составляющие, генерируемые нелинейной нагрузкой без применения дополнительных силовых фильтрующих LC-цепей.Thus, the proposed method allows to exclude harmonic components generated by a nonlinear load in the mains current without using additional power filtering LC circuits.

Claims (1)

Способ управления устройством компенсации реактивной мощности в питающей сети, содержащего нелинейную нагрузку и подключенный параллельно к нелинейной нагрузке статический компенсатор на полностью управляемых ключах, заключающийся в том, что измеряют параметры гармонических составляющих тока нелинейной нагрузки - величину и фазу и формируют в токе статического компенсатора гармонические составляющие пропорционально и противофазно измеренным гармоническим составляющим тока нелинейной нагрузки, отличающийся тем, что измеряют мгновенные значения трехфазного тока сети, выделяют выбранные гармонические составляющие этого тока, производят пофазное сложение данных гармонических составляющих, формируют токи коррекции для каждой фазы сетевого тока, содержащие выделенные гармонические составляющие и имеющие фазовый сдвиг 180 электрических градусов, и, выдавая в каждую фазу соответствующие токи, добиваются компенсации гармонических составляющих сетевого тока. A method for controlling a reactive power compensation device in a supply network containing a non-linear load and connected in parallel with a non-linear load a static compensator on fully controllable keys, which consists in measuring the harmonic components of the non-linear load current - the magnitude and phase and forming harmonic components in the current of the static compensator proportionally and antiphase measured harmonic components of the current of nonlinear load, characterized in that they measure instantly the values of the three-phase current of the network, select the selected harmonic components of this current, produce phase-by-phase addition of these harmonic components, form correction currents for each phase of the network current, containing the selected harmonic components and having a phase shift of 180 electrical degrees, and issuing corresponding currents to each phase, achieve compensation of harmonic components of the mains current.
RU2011149940/07A 2011-12-07 2011-12-07 Method for control of power-factor correction unit in supply mains RU2498475C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149940/07A RU2498475C2 (en) 2011-12-07 2011-12-07 Method for control of power-factor correction unit in supply mains

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149940/07A RU2498475C2 (en) 2011-12-07 2011-12-07 Method for control of power-factor correction unit in supply mains

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011149940A RU2011149940A (en) 2013-06-20
RU2498475C2 true RU2498475C2 (en) 2013-11-10

Family

ID=48784973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011149940/07A RU2498475C2 (en) 2011-12-07 2011-12-07 Method for control of power-factor correction unit in supply mains

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2498475C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180656U1 (en) * 2017-11-23 2018-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" Static thyristor compensator control system
RU195453U1 (en) * 2019-10-29 2020-01-28 Тимур Рифхатович Храмшин MULTILEVEL DEVICE FOR COMPENSATION OF REACTIVE POWER AND SUPPRESSION OF HIGH HARMONIC CURRENT
RU2741061C1 (en) * 2020-06-11 2021-01-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова» (ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова») Multi-level active filter control system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2280934C1 (en) * 2005-03-30 2006-07-27 Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") Method for reactive power correction device
US7352597B2 (en) * 2005-07-18 2008-04-01 Xi'an Jiaotong University Comprehensive power quality controller for substation in power system
RU2354025C1 (en) * 2008-05-04 2009-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Method for high harmonics compensation and system power factor correction
RU2435279C1 (en) * 2010-08-16 2011-11-27 Игорь Владимирович Устименко Method to increase quality and efficiency of electric energy usage (version 6)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2280934C1 (en) * 2005-03-30 2006-07-27 Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") Method for reactive power correction device
US7352597B2 (en) * 2005-07-18 2008-04-01 Xi'an Jiaotong University Comprehensive power quality controller for substation in power system
RU2354025C1 (en) * 2008-05-04 2009-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" Method for high harmonics compensation and system power factor correction
RU2435279C1 (en) * 2010-08-16 2011-11-27 Игорь Владимирович Устименко Method to increase quality and efficiency of electric energy usage (version 6)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180656U1 (en) * 2017-11-23 2018-06-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" Static thyristor compensator control system
RU195453U1 (en) * 2019-10-29 2020-01-28 Тимур Рифхатович Храмшин MULTILEVEL DEVICE FOR COMPENSATION OF REACTIVE POWER AND SUPPRESSION OF HIGH HARMONIC CURRENT
RU2741061C1 (en) * 2020-06-11 2021-01-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова» (ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова») Multi-level active filter control system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011149940A (en) 2013-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mahdianpoor et al. A new approach to multifunctional dynamic voltage restorer implementation for emergency control in distribution systems
EP2556575B1 (en) Power quality improvement by active filter
WO2014174667A1 (en) Resonance suppression device
CN107342590B (en) Damping device and damping method for converter system
RU155594U1 (en) MULTIFUNCTIONAL ELECTRICITY QUALITY REGULATOR FOR THREE PHASE DISTRIBUTION SYSTEMS OF ELECTRICITY SUPPLY OF 0.4 KV
RU2498475C2 (en) Method for control of power-factor correction unit in supply mains
Myneni et al. Power quality enhancement by hybrid DSTATCOM with improved performance in distribution system
Nascimento Filho et al. Design methodology of P-res controllers with harmonic compensation for three-phase DC-AC grid-tie inverters with LCL output filter
Afghoul et al. Robust switched fractional controller for performance improvement of single phase active power filter under unbalanced conditions
Aye et al. Analysis of Harmonic Reduction by using Passive Harmonic Filters
Gervasio et al. Dynamic analysis of active damping methods for LCL-filter-based grid converters
Shri et al. Design and control of a three-phase four-leg inverter for solid-state transformer applications
Kaka et al. Performance evaluation of shunt active power filter (SAPF) connected to three phase four wire distribution networks
Trigg et al. DC bus compensation for a sinusoidal voltage-source inverter with wave-shaping control
Kandpal et al. ZA-QLMS based control approach for DSTATCOM under abnormal grid conditions
Bai et al. Investigation on control strategies for LCL-filtered voltage-source converter
Singh et al. Three single-phase voltage source converter based three-phase four wire DSTATCOM
Ramteke et al. Design of third order LCL filter for diode-clamped multi-level inverter
RU188573U1 (en) Multifunctional power quality regulator for three-phase 0.4 kV power distribution systems
An et al. Active damping of LCL filter without capacitor voltage sensors for three phase PWM inverter
Jose et al. Analysis of control strategies in transformerless dynamic voltage restorer
Ionescu et al. A method for minimization the harmonic distortions in three-phase inverter devices
Belloni et al. Shunt active power filter with selective harmonics compensation for LV distribution grid
Sapkota et al. Three-phase fourwire shunt active power filter using instantaneous pq theory as control strategy
Shahane et al. Positive sequence ISCT based distribution static compensator for non-stiff source using state feedback control