Удосконалення пристроїв компенсації реактивної потужності та методів управління ними
Дата
2021
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі
спеціальності 05.09.03 «Електротехнічні комплекси та системи». Національний
університет біоресурсів і природокористування України. Київ, 2021.
У дисертації показано можливість зниження встановленої потужності
автономного інвертора напруги, на базі якого виконана активна частина
гібридного компенсатора реактивної потужності, за рахунок розроблення нових
методик розрахунку ємності батареї конденсаторів. При цьому потужність
активної частини складає не більше 20 % від потужності компенсатора
в цілому. Розроблено підходи до визначення ємностей ступенів, що дозволяють
значно скоротити кількість конденсаторів у складі батареї.
З метою уникнення проблем, що виникають при роботі батареї
конденсаторів в умовах несинусоїдної напруги, розроблено системи керування,
що дозволяють гнучко обирати режим роботи гібридного компенсатора:
1) виконання завдання компенсації реактивної потужності, при цьому струм
компенсатора носить синусоїдний характер, отже, забезпечується «ізоляція»
батареї конденсаторів від вищих гармонік; 2) в обмеженому обсязі додатково
виконуються функції активного фільтру для компенсації неактивних складових,
при цьому не допускається виникнення перенапруг та перевищення допустимих
струмів на батареї конденсаторів. Проведено аналіз роботи активного фільтру
з запропонованими системами управління при чотири- та трипровідному
підключенні до мережі, який підтвердив їх ефективність.
Розроблено системи керування для трансформаторного підключення
гібридного компенсатора до мережі, що дозволяє використовувати стандартні
трививідні батареї у складі компенсатора. Розроблено систему керування для двофазного трансформаторного підключення, що дозволяє поліпшити
техніко-економічні та масо-габаритні показники пристрою.
Розроблено спосіб стабілізації напруги ланки постійного струму,
що дозволяє зменшити час перехідного процесу при стрибкоподібній зміні
потужності навантаження до двох періодів напруги мережі і мінімізувати
ємність конденсаторів ланки постійного струму активного компенсатора. Крім
того запропоновано адаптивну модифіковану систему управління регулятором,
яка перераховує величину індуктивності інтерфейсного фільтру у режимі
реального часу, тим самим підтримуючи постійну середню частоту
перемикання ключів інвертора.
Ефективність роботи запропонованих алгоритмів перевірено та доведено
за допомогою математичного та імітаційного моделювання
та на експериментальному зразку
Опис
Dissertation submitted in fulfillment of the requirements for the degree
of candidate of technical sciences, specialty 05.09.03 «Electrotechnical complex
and systems». National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine.
Kyiv, Ukraine, 2021.
The dissertation shows the possibility of reducing the rated power
of the voltage source inverter (VSI), on the basis of which the active part
of the hybrid VAR compensator is made, due to the development of new methods
for calculating the capacitance of the capacitor bank. The power of the active part
is not more than 20 % of the power of the compensator as a whole. Approaches
to determining the capacitance of stages have been developed, which allow
to significantly reduce the number of capacitors in the capacitor bank.
To avoid problems arising during the operation of the capacitor bank
in non-sinusoidal voltage, control systems have been developed allowing for flexible
configuration of operating mode: between fundamental reactive power compensation
only (the compensator current is sinusoidal, therefore, provides «insulation»
of capacitor bank from higher harmonics) and limitedly non-active power
compensation, including distortion power (overvoltages and exceeding
the permissible currents of the capacitor bank are not allowed). An analysis
of the operation of the hybrid VAR compensator with the proposed control systems
with four- and three-wire connection to the grid confirmed their effectiveness.Control systems for the transformer connection of a hybrid VAR compensator
to the grid have been developed, which allows the use of standard three-pin batteries.
A control system for two-phase transformer connection has been developed, which
allows to improve the technical-economic and mass-dimensional parameters
of the device.
A method for stabilizing the DC link voltage has been developed, which makes
it possible to reduce the time of the transient process during a sudden change
in the load power up to 2 voltage periods and to minimize the capacitance
of the DC link capacitors of the active compensator. In addition, an adaptive regulator
control system is proposed to ensure a constant switching frequency of the inverter
keys, which recalculates the value of the interface filter inductance in real time,
thereby adapting to its changes.
The efficiency of the proposed algorithms is tested and proved
by mathematical and simulation modeling, and on an experimental sample
Ключові слова
реактивна потужність, електрична мережа, несиметрія, несинусоїдність, пасивні пристрої компенсації, СТАТКОМ, неактивні складові, вищі гармоніки, коефіцієнт потужності, автономний інвертор напруги, тиристорне керування, регулятор, гістерезисне управління
Бібліографічний опис
Удосконалення пристроїв компенсації реактивної потужності та методів управління ними: автор. дис. . кандидата технічних наук: 05.09.03 "Електротехнічні комплекси та системи" (технічні науки) / О.С. Савенко ; Національний університет біоресурсів і природокористування. - Київ, 2021. - 26 с