Дослідження впливу LC-фільтра на роботу UPQC-VAmin при зміні напруги джерела живлення

Анотація

Стаття присвячена оцінці впливу параметрів вихідного LC-фільтра нижніх частот послідовного силового активного фільтра на перетік активної потужності та показники гармонічного спотворення струму та напруги в системі уніфікованого регулятора якості електроенергії з мінімальною встановленою потужністю (UPQC-VAmin). Дослідження LC-фільтра виконувалось на базі моделювання в середовищі Matlab/Simulink для трифазної чотирипровідної системи, що функціонує з нелінійним навантаженням. Об’єктом аналізу є встановлення взаємозв’язку між вихідною індуктивністю, змінною напругою джерела живлення у діапазоні (від 340 до 440 В) та ключовими показниками: активною потужністю UPQC-VAmin, коефіцієнтами гармонічних спотворень струму мережі, напруг на навантаженні та мережі. Досліджено дві поширені конфігурації LC-фільтра: за умови фіксованої ємності 100 мкФ зі змінною індуктивністю у наперед заданому діапазоні від 0,1 до 3,1 мГн та за умови стабілізації резонансної частоти  у межах мінімальних показників індуктивності та ємності LC-фільтра. Дослідження проведено для розрахункових вузлів схеми живлення, обраних у межах напруги, що змінюється в діапазоні від -15 % до +10 % з кроком 10 В та індуктивності L-фільтра 0,1–3,1 мГн з кроком 0,2 мГн, що дозволило побудувати прецизійні поверхні відгуку та встановити динаміку перебігу електромагнітних процесів. Проаналізовано характерні залежності перетоку активної потужності в UPQC-VAmin від вхідної напруги. Доведено, що неконтрольоване зростання індуктивності понад 2 мГн при сталій ємності призводить до виникнення резонансних явищ, які підвищують рівень гармонічного спотворення струму мережі до 5,5 %. Визначено зони мінімальних спотворень напруги на навантаженні, що підтверджує надійність обраної системи керування. За принципом оптимальності по Парето отримані результати демонструють забезпечення мінімізації коефіцієнтів гармонічних спотворень струму та напруги.