Аналіз помилок уніфікованого регулятора якості електроенергії
№ 2 (7) (2023), Статті
№ 2 (7) (2023)

Аналіз помилок уніфікованого регулятора якості електроенергії

Статті
https://doi.org/10.20998/2224-0349.2023.02.03
Опубліковано 2023-12-25
Денис Юрійович Лебедь
Вінницький національний технічний університет, Україна
https://orcid.org/0000-0001-7482-9741
Михайло Йосипович Бурбело
Вінницький національний технічний університет, Україна
https://orcid.org/0000-0002-4510-2911
PDF

Ключові слова

уніфікований регулятор якості електроенергії
загальне гармонічне спотворення
середнє квадратичне значення
активний фільтр
ряд Фур’є

Як цитувати

Лебедь, Д. Ю., і М. Й. Бурбело. «Аналіз помилок уніфікованого регулятора якості електроенергії». Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність, вип. 2 (7), Грудень 2023, с. 42-48, doi:10.20998/2224-0349.2023.02.03.
ACM ACS APA ABNT Chicago Harvard IEEE MLA Turabian Vancouver

Завантажити посилання

Endnote/Zotero/Mendeley (RIS) BibTeX

Анотація

Ця стаття присвячена аналізу помилок уніфікованого регулятора якості електроенергії. У контексті зростаючої важливості надійного та якісного електропостачання, регулятори якості електроенергії стають ключовими пристроями для забезпечення стабільності мереж та задоволення потреб побутових споживачів. В роботі пропонується комплексний підхід до аналізу помилок уніфікованого регулятора якості електроенергії, основним призначенням якого є компенсація впливу швидкозмінних навантажень на якість електроенергії. При цьому аналізуються показники загального гармонічного спотворення якості електроенергії, а також враховуються фактори, такі як величина і тривалість навантажень. Значна частина статті присвячена дослідженню джерел помилок в уніфікованому регуляторі якості електроенергії. Виконується порівняння паралельно-послідовної та послідовно-паралельної топології уніфікованого регулятора якості електроенергії. Проаналізовано вплив алгоритму керування уніфікованого регулятора якості електроенергії на формування помилок кожної топології. Використовуючи засоби комп’ютерного моделювання Matlab/Simulink, у статті запропоновано структуру кількісного визначення помилок, яка дозволяє точно оцінювати помилки на різних етапах роботи уніфікованого регулятора якості електроенергії. Ця структура охоплює перетворення напруги та потужності в ряд Фур’є для комплексної оцінки величин помилок. Для підтвердження ефективності запропонованого аналізу помилок і стратегій компенсації, у статті представлено графіки результатів моделювання в часовій та частотній області. Описано помилки генерації активної, реактивної потужності та помилки заданого значення напруги. Ці висновки підкреслюють здатність уніфікованого регулятора якості електроенергії підвищувати якість електроенергії, незважаючи на похибки вимірювань. Основні результати включають аналіз відхилень показників якості напруги, встановлення зв'язку між помилками компенсації і недоліками у функціонуванні системи, а також розробку рекомендацій щодо поліпшення ефективності компенсаційних пристроїв.

https://doi.org/10.20998/2224-0349.2023.02.03
PDF

Посилання

H. Fujita and H. Akagi, “The unified power quality conditioner: The integration of series- and shunt-active filters”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 13, no. 2, pp. 315–322, Mar. 1998, doi: https://doi.org/10.1109/63.662847.

V. Khadkikar, P. Agarwal, A. Chandra, A. O. Barry, and T. D. Nguyen, “A simple new control technique for unified power quality conditioner (UPQC)”, in 2004 11th International Conference on Harmonics and Quality of Power, Lake Placid, NY, USA, Sep. 12–15, 2004. pp. 289–293, doi: https://doi.org/10.1109/ichqp.2004.1409369.

V. Khadkikar, A. Chandra, A. O. Barry, and T. D. Nguyen, “Power quality enhancement utilising single-phase unified power quality conditioner: Digital signal processor-based experimental validation”, IET Power Electronics, vol. 4, no. 3, pp. 323–331, 2011, doi: https://doi.org/10.1049/iet-pel.2010.0031.

G. Maozhong, L. Hankui, G. Hanjun, and X. Dianguo, “Active voltage regulator based on novel synchronization method for unbalance and fluctuation compensation”, in 28th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Sevilla, Spain, Nov. 5–8, 2002. pp. 1374–1379, doi: https://doi.org/10.1109/iecon.2002.1185476.

I. Axente, J. N. Ganesh, M. Basu, M. F. Conlon, and K. Gaughan, “A 12-kva dsp-controlled laboratory prototype UPQC capable of mitigating unbalance in source voltage and load current”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 25, no. 6, pp. 1471–1479, Jun. 2010, doi: https://doi.org/10.1109/tpel.2010.2040635.

A. Esfandiari, M. Parniani, and H. Mokhtari, “Mitigation of electric are furnace disturbances using the unified power quality conditioner”, in 30th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society, 2004. IECON 2004, Busan, South Korea, Nov. 2–6, 2004. pp. 1469–1474, doi: https://doi.org/10.1109/iecon.2004.1431795.

G. Siva Kumar, B. Kalyan Kumar, and M. Mahesh Kumar, “Optimal VA loading of UPQC during mitigation of unbalanced voltage sags with phase jumps in three-phase four-wire distribution system”, in 2010 International Conference on Power System Technology - (POWERCON 2010), Zhejiang, Zhejiang, China, Oct. 24–28, 2010. pp. 1–8, doi: https://doi.org/10.1109/powercon.2010.5666492.

A. Elnady, W. El-khattam, and M. M. A. Salama, “Mitigation of AC arc furnace voltage flicker using the unified power quality conditioner”, in Winter Meeting of the Power Engineering Society, New York, NY, USA, Jan. 27–31, 2002. pp. 735–739, doi: https://doi.org/10.1109/pesw.2002.985101.

V. Khadkikar, A. Chandra, A. O. Barry, and T. D. Nguyen, “Application of UPQC to protect a sensitive load on a polluted distribution network”, in 2006 IEEE Power Engineering Society General Meeting, Montreal, Que., Canada, Jun. 18–22, 2006, doi: https://doi.org/10.1109/pes.2006.1709522.

M. J. Burbelo, A. V. Hadai, and O. V. Stepura, “Determination of the oscillating power in asymmetrical non-sinusoidal modes of electric networks”, Tekhnichna Elektrodynamika, vol. 2019, no. 1, pp. 42–49, Jan. 2019, doi: https://doi.org/10.15407/techned2019.01.042. (in Ukrainian)

M. Burbelo, D. Lebed, and O. Leshchenko, “Optimization of charge / discharge time of active filter capacitors during voltage fluctuations”, Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences, vol. 309, no. 3, pp. 119–124, May 2022, doi: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2022-309-3-119-124. (in Ukrainian)

M. Y. Burbelo and D. Y. Lebed, “Investigation of the efficiency of the capacitor voltage control circuit of a unified electricity quality regulator to reduce voltage fluctuations”, Visnyk of Vinnytsia Politechnical Institute, vol. 166, no. 1, pp. 21–28, 2023, doi: https://doi.org/10.31649/1997-9266-2023-166-1-21-28. (in Ukrainian)

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Авторське право (c) 2023 Денис Юрійович Лебедь, Михайло Йосипович Бурбело