Устройство компенсации реактивной мощности: Компенсация реактивной мощности: способы и средства — Мир Антенн

Содержание

Типовые устройства (средства) для компенсации реактивной мощности

Типовые устройства (средства) для компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока

Эволюция устройств компенсации реактивной мощности. Традиционные устройства компенсации реактивной мощности. Прогрессивные устройства коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения.

Перетоки реактивной мощности, негативно влияющие на генерацию, транспорт и качество поставляемой электроэнергии, официально признаны проблемой на рубеже XIX – XX веков, а первые практические шаги для компенсации реактивной мощности были сделаны еще в 1914 году путем включения в сеть последовательно с нагрузкой шунтирующих конденсаторов и долгое время статические батареи конденсаторов оставались если и не единственным, то наиболее популярным средством коррекции коэффициента мощности в сетях с индуктивными нагрузками. Со второй половины прошлого века параллельно со статическими релейными (контакторными) установками компенсации реактивной мощности с механическим включением и отключением ступеней батарей шунтирующих силовых конденсаторов начали использовать и другие средства коррекции мощности.

На рубеже нового тысячелетия претерпела изменение сама концепция электрической сети, которая сегодня переведена из категории пассивных устройств транспорта электроэнергии в активную систему, участвующую и влияющую на процесс генерации, передачи и потребления электрической энергии, что определило необходимость разработки технологий, средств и алгоритмов управления сетью, ее элементами, узлами и нагрузками. Так, по сути, сформировалась концепция гибких управляемых систем электропередачи переменного тока FACTS (Flexible Alternative Current Transmission System), формализованная американским Институтом электроэнергетики EPRI, в которые для контроля и управления генерацией, транспортом и потреблением электроэнергии интегрировались традиционные и новые средства коррекции коэффициента мощности и повышения качества электроэнергии — самокоммутируемые преобразователи напряжения, статические тиристорные компенсаторы (устройства компенсации реактивной мощности с тиристорным переключением TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor), реакторы с тиристорным управлением TCR (Thyristor Controlled Reactor), конденсаторные батареи с тиристорным переключением TSC (Thyristor Switched Capacitor), системы статической компенсации реактивной мощности SVC (Static VAR Compensator) — комбинации компонентов TCR и TSC), синхронные статические компенсаторы STATCOM (Static Synchronous Compensator), управляемые устройства (фазоповоротные и продольной емкостной компенсации, регуляторы потока мощности UPFC (Unified Power Flow Controllers), динамические восстановители напряжения DVR (Dynamic Voltage Restorers), интерлайн-регуляторы потока (IPFC), сверхпроводящие электромагнитные запоминающие устройства (SMES), асинхронизированные машины, электромашинновентильные комплексы и т.

д.) и управляющие системы – WAMPAC (wide-area monitoring, protection, and control systems — глобального мониторинга, защиты и управления) и глобального позиционирования (GPS), фазных измерений (PMU) и диспетчерского управления/сбора информации (SCADA), защиты схем управления (SPS) и т.д.

Традиционные устройства компенсации реактивной мощности.

К традиционным устройствам компенсации реактивной мощности сегодня можно отнести:

механически (вручную) переключаемые типовые релейные (контакторные) установки типа КРМ, УКРМ с фильтрами высших гармоник и без, в основном ориентированные на компенсацию реактивной мощности по централизованной, групповой, индивидуальной или комбинированной схемах на участках сетей и в сетях низкого (или среднего напряжения) с линейными нагрузками.

Довольно ограниченное использование (по типу нагрузки и уровню напряжения) релейных установок с механическим включением/отключением ступеней батарей конденсаторов обусловлено продолжительностью включения/отключения блока (батареи) силовых конденсаторов даже с помощью вакуумных контакторов, что при быстрой динамике потребности нагрузки в реактивной мощности создает существенные риски перенапряжений или провалов напряжения со всеми вытекающими из этого негативными последствиями.

Более продвинутые, но и значительно более дорогие версии релейных установок компенсации реактивной мощности оборудуются импульсно-модуляционными преобразователями (ИМП) и индуктивностью для компенсации мгновенной реактивной мощности.

Релейные (контакторные) установки для коррекции коэффициента мощности с импульсно-модуляционным преобразователем и емкостным (а) и индуктивным (б) накопителями энергии.

Диаграммы напряжений и токов релейной установки коррекции коэффициента мощности компенсатора с ИМП и нагрузкой сложного характера, где:
а) напряжения и токи трёх фаз распределительной сети;
б) напряжение и токи фазы А: линейной нагрузки IAлн, нелинейной нагрузки IAнн и компенсатора IAк.

Прогрессивные устройства коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения.

Базовую линейку устройств коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения формируют:

установки компенсации реактивной мощности типа TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров)
управляемые тиристорными переключателями, со срабатыванием (переключением между ступенями) от 1/2 до 2 циклов колебаний тока/напряжения (от 0,02 с). Тиристорные установки компенсации реактивной мощности обеспечивают переключение конденсаторных батарей в момент равенства напряжений на конденсаторах и в сети во время, достаточное для коммутации с нелинейной нагрузкой, практически не генерировали высших гармоник и впервые были использованы в 50-х годах прошлого века.

Однако установки компенсации реактивной мощности типа TSC так и оставались дискретными по генерации реактивной мощности из-за ступенчатого переключения батарей, оперативность переключения которых обеспечивалась отдельным дорогим тиристором на каждой ступени. Некоторого снижения материалоемкости и цены установок TSC удалось добиться использованием тиристорно-диодных схем, но это привело к увеличению задержки включения/отключения ступеней, а значит и повышению рисков перенапряжения и провалов напряжения в сети.

Бинарные тиристорно-диодные переключатели (сверху) и диаграммы токов бинарной тиристорно-диодной установки(снизу), где:
а — d – токи по В1 – В4; е – результирующая кривая тока установки.

Справка: Установки компенсации реактивной мощности типа TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров) на тиристорно-диодных схемах по факту – компенсирующие устройства прямой компенсации, в которых ступенчатое регулирование осуществляется с помощью включения и отключения батарей конденсаторов (и фильтров высших гармоник) в зависимости от динамики потребности в реактивной мощности энергопотребляющего устройства (нагрузки). Здесь нивелирование переходных процессов при включении/отключении, вызывающих колебания напряжения, достигается включением конденсаторных батарей тиристорными ключами в момент равенства напряжения в сети и на конденсаторах и по величине, и по полярности.

Устройства TSC с применением управляемых вентилей (тиристоров) прямой компенсации: а – схема; б – принцип работы, где 1-5 – ступени компенсации.

управляемые тиристорами реакторы (TCR) и комбинированные установки компенсации реактивной мощности TSC-TCR с применением управляемых вентилей (тиристоров) на тиристорно-диодных схемах для управления переключением ступеней батарей статических конденсаторов и реакторов. Это устройства компенсации реактивной мощности с динамическим (плавным) регулированием индуктивного элемента (реактора) и нерегулируемой (TCR) или регулируемой (TSC-TCR) части – блока конденсаторных батарей (или фильтров высших гармоник). Индуктивность (реактор) в топологии устройства используется для демпфирования излишков генерируемой конденсаторами реактивной мощности, попадающих в сеть при переключении ступеней конденсаторных батарей. Регулируемые с применением управляемых вентилей конденсаторные батареи (TSC-TCR) в определенной степени решают проблему дискретности по генерации реактивной мощности

Справка: По факту управляемые тиристорами реакторы (TCR) и комбинированные установки TSC-TCR — статические компенсирующие устройства косвенной компенсации с применением управляемых вентилей (тиристоров), где нивелирование перепадов сетевого напряжения достигается за счет потребления генерируемой конденсаторами реактивной мощности управляемым реактором тогда, когда она не востребована нелинейной нагрузкой (и наоборот), причем регулирование и быстродействие устройства должно обеспечивать баланс наброса и сброса реактивной мощности в соответствии с потребностью нагрузки.

Рис. Компенсация реактивной мощности устройством косвенной компенсации TSC-TCR, где: а – схема; б – принцип действия устройства косвенной компенсации реактивной мощности.

Регулирование тока в реакторе, как правило, осуществляется посредством встречно-параллельно включенных тиристоров (время задержки 0.01 с), но ряд зарубежных компаний поставляет устройства с управляемым насыщающимся реактором (время задержки 0.06 с).

установки синхронной компенсации реактивной мощности — синхронные двигатели разных типов и специальной конструкции, которые при работе на холостом ходу и в режиме перевозбуждения обмотки генерируют реактивную мощность. Для устройств синхронной компенсации характерно меньшее быстродействие в сравнении со статическими устройствами компенсации, отсутствие возможности управления по фазам, а также интеграции с FACTS.

Сравнение возможностей быстродействующих синхронных компенсаторов и статических устройств компенсации реактивной мощности с применением управляемых вентилей.

Параметры сравнения	Специальный быстродействующий синхронный компенсатор	Статические тиристорные компенсирующие устройства
Параметры сравнения	Специальный быстродействующий синхронный компенсатор	прямой компенсации	косвенной компенсации
Скорость регулирования, с	Более 0,06	Менее 0,02	Менее 0,01
Регулирование	Плавное	Ступенчатое	Плавное
Строительная часть	Массивные фундаменты	Фундаменты не требуются, большая гибкость монтажа
Обслуживание	Смазка, охлаждение и т. д.	Обслуживания практически не требуется
Отношение Qуст к Qmax, отн. ед.	0,5–0,7, имеется возможность перегрузки до 2-х кратной	1,0; перегрузка не допускается	2,0; регулируемая индуктивная часть 1,0; емкостная нерегулируемая часть 1,0
Работа на несимметричную нагрузку	Показное управление практически невозможно	Осуществляется пофазное управление практически без дополнительных затрат
Потери от номинальной мощности, %	2,5 – 4,0	0,5 – 1,0	1,0 – 2,0
Искажение питающего напряжения	Нет	Нет	Управляемый тиристорами реактор является источником высших гармоник

НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

Распределение электроэнергии

Устройства компенсации реактивной мощности (УКРМ) помогают избежать потерь электроэнергии, повысить эффективность и безопасность работы оборудования. Энергоэффективное оборудование Legrand может применяться как индивидуально, так и в формате комплексных решений.

Oбъекты промышленного назначения

УКРМ на среднее напряжение 6-35 кВ;
УКРМ на низкое напряжение 400В
Анализаторы качества электрической энергии;
Активные фильтры гармоник.

Объекты гражданского назначения

УКРМ на низкое напряжение 400В;
Анализаторы качества электрической энергии;
Активные фильтры гармоник.

Готовые модули УКРМ

В комплекте конденсатор, контактор, предохранители и ошиновка;
Предложение со стандартными конденсаторами (THDI <10%, THDU <2%) и усиленными (THDI <15%, THDU <4%)

Мощности от 12,5 до 75 кВАр;
Варианты со сдвоенными физическими ступенями – 12,5+12,5, 25+25, 25+50;
Габариты: ШхВхГ – 580х245х400мм

Предложение с рассогласованными дросселями для сетей с высоким уровнем загрязнения гармоник (THDI <40% и выше)

Мощности от 12,5 до 75 кВАр;
Два типа габарита – ШхВхГ – 500х325х458мм и 700х325х458мм.

Предложение с быстродействующими полупроводниковыми контакторами (время реакции 40мсек.)

Мощности от 25 до 125 кВАр;
Габариты – ШхВхГ – 700х325х458мм

Решение, требующее только добавления регулятора, выполняется в любой оболочке на усмотрение клиента.

Автоматические комплектные конденсаторные установки Alpimatic с электромеханическими контакторами, для сети 400 В

Автоматические комплектные конденсаторные установки Alpistatic с полупроводниковыми контакторами для сети 400 В

Нерегулируемые комплектные конденсаторные установки Alpibloc для сети 400 В

Компенсирующие модули Alpimatic

Анализаторы качества электрической энергии Alptec

Установки компенсации реактивной мощности (УКРМ)

Реактивная мощность — часть полной мощности, затрачиваемая на электромагнитные процессы в нагрузке имеющей емкостную и индуктивную составляющие.

Не выполняет полезной работы, вызывает дополнительный нагрев проводников и требует применения источника энергии повышенной мощности. Компенсация реактивной мощности, в настоящее время, является немаловажным фактором позволяющим решить вопрос энергосбережения и снижения нагрузок на электросеть. По оценкам отечественных и ведущих зарубежных специалистов, доля энергоресурсов, и в частности электроэнергии занимает значительную величину в себестоимости продукции. Это достаточно веский аргумент, чтобы со всей серьезностью подойти к анализу и аудиту энергопотребления предприятия, выработке методики и поиску средств для компенсации реактивной мощности.

Применение установок компенсации реактивной мощности

Применение конденсаторных установок компенсации реактивной мощности позволяет не только снизить расходы на оплату электроэнергии, но и предоставляет возможности для решения целого ряда сопутствующих вопросов, которые могут возникать на производстве в ходе реализации программы, направленной на обеспечение энергосбережения.

Используя конденсаторные установки, значительно снижается установленная мощность силовых трансформаторов, обеспечивается электропитание нагрузки по линиям кабеля, которые имеют меньшее сечение, в результате чего при уменьшении значения тока происходит и уменьшение потерь в кабельных линиях. Подключение дополнительной активной нагрузки, предотвращение разнообразных немалых потерь напряжения, которое происходит в линиях питания, максимальное использование автономных дизельных генераторов – все это возможно при установке автоматической конденсаторной установки.

Преимущества использования конденсаторных установок

снижение расходов на электроэнергию
уменьшение тепловых потерь
снижение загрузки трансформаторов, линий электропередач, распределительных устройств
снижение влияния высших гармоник
повышение электромагнитной совместимости, снижение ассиметрии фаз
снижение расходов на проведение ремонта и обновление электрооборудования уже существующих сетей
возможность подключения дополнительных нагрузок

Наша компания готова произвести расчет требуемой компенсации и изготовить установки компенсации реактивной мощности до 750 кВАр на напряжение 0,4 кВ регулируемого и нерегулируемого типа, навесного и напольного исполнения, в случае необходимости встроенные в РУНН.

В качестве комплектующих мы используем

контроллеры ABB, EPCOS, LOVATO
защитное и пускорегулирующее оборудование ABB, EPCOS, Schneider Electric, APATOR
конденсаторы ABB, EPCOS и др. производителей по согласованию с заказчиком
отечественные или импортные корпуса навесного или напольного исполнения

Все выпускаемые изделия имеют сертификаты РСТ, гарантию 2 года, обеспечиваются полным комплектом документации необходимой для сдачи в эксплуатацию.

Устройства компенсации реактивной мощности: основные компоненты

Электроустановки параллельно требуемой мощности, расходуют ещё и реактивную, что потребляется при образовании электромагнитных полей. Данный тип мощности не нужен потребителю. Реактивная мощность помимо того, что снижает качество электроэнергии, ещё и провоцирует потерю мощности, перегрев электропроводки. Потому компенсация реактивной мощности требуется для нормальной работы электроприборов.

Компоненты для устройств

Источник мощности:

Конденсатор — ставят, когда имеется индуктивная мощность.
Реактор — ставят, когда мощность ёмкостная.

Регуляторы – измеряют и поддерживают уровень ФИ на установленном значении. Работа поддерживается без участия человека. Обеспечивает отключение при аварии.

Устройство коммутации, подключает и отключает мощность от источника в требуемом объеме, и зависит от команд с регулятора.

Существуют следующие приборы:

Электромагнитный контактор — выдаёт статический уровень компенсации.
Тирикон — динамический уровень компенсации.
Тиристорный контактор — динамический уровень компенсации.
Вакуумный контактор — напряжение более 1кВ
Прибор, который может обеспечить выключение всех или часть конденсаторов.

Установка компенсации имеют ряд преимуществ:

Уменьшаются потери электроэнергии.
Легка в монтаже и работе.
Можно подключать в любом месте электросети.
Можно компенсировать любую реактивную мощность.
Полная окупаемость за год.

Конденсатор решает следующие проблемы:

Снижение оплаты за потребляемую реактивную мощность.
Снижается активная мощность.
Даёт возможность подавать электроэнергию на кабель с малым диаметром.
Предотвратить просадку тока по линии электропитания удалённых пользователей.
Поможет когда запуск и работоспособность электродвигателя трудна.
Продлевает срок работы электроприборов и коммутационного оборудования.

В каких местах требуется

Компенсировать реактивную мощность требуется потребителям, у которых низкий косинус ФИ. Это касается потребителей с большим количеством рабочих двигателей и подъёмников. Это тоже касается электропечей и различных обогревательных приборов.

Для избегания потери в сети на производственных предприятиях, жилых объектах с большим количеством потребителей, установка регулятора активной мощности – обязательна. Это связано с тем, что производственные объекты потребляют доступное количество энергии. Тем самым, компенсация реактивной мощности может уберечь предприятие от штрафных санкций, так как это приводит к снижению качества электроэнергии, за это предусмотрен штраф.

Низковольтные установки компенсации реактивной мощности

Низковольтные конденсаторные автоматические установки компенсации реактивной мощности с пошаговым (ступенчатым) регулированием реактивной мощности выпускаются по ТУ 3430-002-52159081-2005 и предназначены для повышения коэффициента мощности в автоматическом режиме работы при подключении к питающей сети на трансформаторной подстанции или непосредственно у потребителя.

Каждая КРМ комплектуется регулятором (контроллером), подключенным к компенсируемой сети и отслеживающим изменение потребления нагрузкой реактивной мощности, который подключает требуемое количество конденсаторных батарей для набора необходимой мощности компенсации.

Безопасность эксплуатации КРМ производства АО «Электронмаш» обеспечивается наличием автоматического выключателя для защиты шкафа КРМ, размыкателей с плавкими предохранителями для модуля каждой ступени КРМ, устройств разряда и защиты конденсаторов. Для КРМ при необходимости может быть предусмотрена установка принудительной вентиляции и устройства подогрева воздуха внутри шкафа.

КРМ номинальной мощностью от 5 до 100 кВар (включительно) на номинальное напряжение 0,4; и 0,69кВ выполняются в навесном исполнении. КРМ номинальной мощностью от 100 до 2000 кВар на номинальное напряжение 0,4 и 0,69кВ, выполняются в напольном исполнении. КРМ более 250 кВар для шкафов одностороннего обслуживания и более 600кВар для шкафов двухстороннего обслуживания комплектуются за счет последовательного соединения шкафов.

Конденсаторная установка может быть изготовлена как в составе щита НКУ, и как отдельностоящая. Кабельный ввод возможен как сверху, так и снизу шкафа. Шаг (точность) ступени регулирования укаывается под конкретный заказ. Есть возможность изготовить конденсаторные установки с шагом регулирования 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 40; 50 кВар. По запросу Заказчика шаг ступеней регулирования КРМ может быть изменен кратно номинальным мощностям стандартного ряда конденсаторов для компенсации реактивной мощности.

При необходимости, КРМ может быть поставлена в отдельном блочно-модульном здании.

Скачать опросный лист

Технические характеристики низковольтных КРМ

Параметр	Значение
Номинальная мощность	50-2000кВар
Шаг регулирования мощности	5-50кВар
Номинальное напряжение сети	0,4; 0,69кВ
Частота	50Гц
Поддерживаемый cos(ф)	0,8-0,99
Максимальная перегрузка по напряжению	1,1 Uном
Максимальная перегрузка по току	1,3 Iном
Температура окружающего воздуха	от минус 10 до плюс 25°С
Расположение отсека сборных шин	сверху/ сзади
Обслуживание	односторонее/двухсторонее
Степень защиты шкафа КРМ	IP31, IP54
Стойкость к воздействию механических факторов по ГОСТ 17516. 1	M39
Высота установки над уровнем моря	не более 2000 м
Варианты исполнения	бездроссельные/дроссельные I -5,67% (210Гц), II -7% (189Гц), III -14% (135Гц)
	с/без блока с разъединителем/авт. выключателем для отключения распределительной шины от сборной шины
	в составе щита НКУ/отдельностоящие

Установки для компенсации реактивной мощности

Использование электроэнергии стало нашей повседневностью. Каждый день мы вводим в эксплуатацию различные устройства, потребляющие электричество в малых или больших порциях. Но, не смотря на это, мало кто задается вопросом об экономии данного продукта, а значит и экономии потраченных на потребление средств. Так, наиболее потребляемыми электроэнергетические ресурсы устройствами являются:

трансформаторы;
асинхронные электродвигатели с большой выходной мощностью, а так же такие комплексные устройства как мотор-редукторы любого назначения;
оборудование, используемое для дуговой сварки и прочие устройства, прежде всего, имеющие обмотки.

В активном режиме работы сетей возникают реактивные мощности, изрядно снижающие качество энергии в целом, что выражается:

Потерями мощности;
Перепадами напряжения на линиях энергопередачи;
Просадками напряжения;
Необходимостью выполнять завышение мощностей силовых трансформаторов.

Это серьёзная проблема, ведущая к серьёзным финансовым затратам. Поэтому, использование установок для компенсации реактивной мощности даёт возможность улучшить не только энергосбережение, но и позволяет добиться экономического эффекта. Кроме того, установки стали выгодным решением сбережения энергии, когда отсутствует возможность купить дорогостоящее специализированное оборудование с высоким запасом рабочей энергетической и технологической прочности. Существуют тиристорные и контакторные УКРМ делятся на три группы (в зависимости от места подключения):

общая группа – устанавливаемая на вводе предприятия;
групповая – располагаемая в энергосети с однотипными пользователями;
индивидуальная группа – наиболее предпочтительна и всегда устанавливается в месте возникновения реактивной мощности для её компенсации;

Более всего, рекомендуется выполнять компенсацию энергии смешанным образом, когда компенсация происходит за счёт конденсаторных батарей с постоянной ёмкостью и подключаемой автоматической конденсаторной установкой на вводе предприятия. Преимуществами конденсаторных установок компенсации реактивной мощности являются:

Возможность подбирать различные компенсации мощности;
Отсутствие элементов вращения;
Минимальные потери мощности;
Простой монтаж и удобная эксплуатация;
Возможность выполнять подключение в сети в любой её точке;
Низкая стоимость и быстрая окупаемость;
Отсутствие шумов в рабочем режиме.

В качестве устройств для компенсации реактивной мощности компания ЭНЕРГОПУСК предлагает конденсаторные установки серий УКМ, УКМФ и УКЛ. В зависимости от сетевых мощностей, установки могут быть с шагом регулирования 5кВАр, 10, 12,5, 20 и так далее, с максимальным показателем 67кВАр. Интернет-магазин нашей компании содержит установки с различной степенью защиты, наличием либо отсутствием автоматического разъединителя и работающие в сетях с нагрузкой 0,4кВ, 0,6кВ или 0,63кВ. Вместе с конденсаторами в комплект компенсации реактивной мощности так же можно отнести трансформаторы силовые сухого и, в преимуществе, масляного охлаждения. Использование конденсаторов в компоновке с трансформаторами позволит избежать потерь на линиях передачи и повысить качество электроэнергии. В числе трансформаторов мы предлагаем серии типов ТМГ и ТС в шести вариантах трансформации энергии с напряжением к.з. от 3,5% до 6%.

Так же, в систему компенсации реактивной мощности могут входить контакторы и регуляторы, которые Вы так же можете выбрать в каталоге ЭНЕРГОПУСК. Мы предлагаем создаваемые комплекты, имеющие высокопродуктивные и высоко экономические показатели, соответствующие специализированному дорогостоящему высокопрочному оборудованию, и способны работать в любых производственных условиях.

Сферы использования установок

Имея такие возможности, компенсирующие мощность установки нашли своё применение в ряде случаев, прежде всего, связанных с промышленностью, где уровень энергопотребления крайне велик через резкопеременные нагрузки и несинусоидальные токи. Рекомендуем приобрести установки для повышения эффективности следующих сфер:

машиностроение, где часто применимы сварочные аппараты, электро-краны, электроприводная и прочая техника;
шахты: Для управления буровыми установками, грузоподъёмными лифтами и прочими устройствами;
многоэтажные постройки: лифты, автоматизированная вентиляция и кондиционирование;
крупные водоперегонные и напорные станции, эксплуатирующие насосы в постоянном и переменном режиме нагрузок;
горнодобывающие предприятия;
сельскохозяйственные, фермерские, зерноперерабатывающие и прочие хозяйственные предприятия.

Так же, могут быть оборудованы установками и прочие сферы, где используются приводные, электродуговые и другие агрегаты, максимально потребляемые энергию. Специалисты электротехнической компании ЭНЕРГОПУСК всегда качественно и выгодно смогут подобрать конденсаторы необходимых параметров, обеспечив наилучшее функционирование потребителей энергии, используемых Вами, за счёт правильного создания необходимых электроэнергетических условий.

Конденсаторные установки

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Раздел 6. Устройства компенсации реактивной мощности / КонсультантПлюс

Тип устройства компенсации реактивной мощности	Проработавшие более 25 лет	Поврежденные за отчетный период	Подлежащие замене по техническому состоянию
Тип устройства компенсации реактивной мощности

Шунтирующие масляные реакторы
шунтирующие масляные реакторы уровня напряжения 6 — 10 кВ
шунтирующие масляные реакторы уровня напряжения 35 кВ
шунтирующие масляные реакторы уровня напряжения 110 кВ
шунтирующие масляные реакторы уровня напряжения 500 кВ
шунтирующие масляные реакторы уровня напряжения 750 — 1150 кВ
Токоограничивающие реакторы
токоограничивающие реакторы уровня напряжения 110 кВ
токоограничивающие реакторы уровня напряжения 220 кВ
Заземляющие реакторы
заземляющие реакторы уровня напряжения 6 — 10 кВ
заземляющие реакторы уровня напряжения 35 кВ
Синхронные компенсаторы
синхронные компенсаторы мощностью до 15000 Мвар
синхронные компенсаторы мощностью 15000 37500 Мвар
синхронные компенсаторы мощностью 50000 Мвар
синхронные компенсаторы мощностью 75000 100000 Мвар
синхронные компенсаторы мощностью 160000 Мвар
Батареи статических конденсаторов (далее — БСК) и статические тиристорные компенсаторы (далее — СТК)
БСК и СТК уровня напряжения 0,38 — 20 кВ
БСК и СТК уровня напряжения 35 кВ
БСК и СТК 110 кВ и выше

Открыть полный текст документа

Компенсация реактивной мощности — Etigroup

Коррекция коэффициента мощности — одно из лучших вложений для снижения затрат на электроэнергию с быстрой окупаемостью. Во многих случаях работа по проектированию и определению размеров осложнялась тем фактом, что во внутренней низковольтной установке компании, а также в сетях среднего напряжения, которые ее питают, увеличилась доля сетевых гармоник. все больше за последние несколько лет.
Преобразователи энергии, приводы с электронным управлением, статические преобразователи частоты, телевизоры и компьютеры подают гармонические токи в сеть питания.Эти гармоники могут усиливаться импедансом сети и установленными конденсаторами. Отсутствие гармоник также сводит к минимуму помехи для других устройств, питающихся от того же источника.
Низковольтные изделия для лучшего качества электроэнергии и повышения эффективности сети.

Новинка !!!

Информативный расчет экономии при использовании банков автоматической коррекции коэффициента мощности.

Щелкните здесь

Оборудование компенсации мощности ETI Prostik (корпуса) помогает клиентам повысить производительность за счет экономии энергии и лучшего качества электроэнергии. Благодаря нашим продуктам и решениям клиенты экономят деньги и снижают воздействие своей деятельности на окружающую среду.

Мы предлагаем широкий спектр оборудования для компенсации мощности для низких уровней напряжения. Мы анализируем ваши потребности и разрабатываем правильные решения для оптимальной эффективности и экономии.

Ключевые преимущества:

„„ Уменьшение гармоник
„„ Компактные решения
„„ Более низкие потери
„„ Повышенное качество электроэнергии
„„ Экономия денег

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности составляет способ описания того, насколько эффективно потребляется электроэнергия.

Коррекция коэффициента мощности формирует входной ток автономных источников питания, чтобы максимизировать реальную мощность, доступную от сети. В идеале электрический прибор должен иметь нагрузку, имитирующую чистый резистор, и в этом случае реактивная мощность, потребляемая устройством, равна нулю. Этому сценарию присуще отсутствие гармоник входного тока — ток является точной копией входного напряжения (обычно синусоидальной волны) и точно совпадает с ним по фазе. В этом случае ток, потребляемый от сети, является минимальным для реальной мощности, необходимой для выполнения необходимой работы, и это сводит к минимуму потери и затраты, связанные не только с распределением мощности, но также с выработкой энергии и капитальное оборудование, задействованное в процессе.

Коррекция коэффициента мощности определяется просто как отношение реальной мощности к полной, или:

PF = активная мощность (выраженная в ваттах) / полная мощность (выраженная в ВА),

, где активная мощность является средней, в течение цикла мгновенного произведения тока и напряжения, а полная мощность — это произведение действующего значения тока на действующее значение напряжения. Если и ток, и напряжение синусоидальны и синфазны, коэффициент мощности равен 1,0. Если оба синусоидальны, но не совпадают по фазе, коэффициент мощности — это косинус фазового угла. На начальных курсах по электричеству это иногда преподается как определение коэффициента мощности, но оно применяется только в особом случае, когда и ток, и напряжение являются чистыми синусоидальными волнами. Это происходит, когда нагрузка состоит из резистивных, емкостных и индуктивных элементов, и все они линейны (инвариантны по току и напряжению).

9000 Дополнительная информация :


Каталог

Коммерческая информация:

Денис Болте
Менеджер
ETI Prostik d.o.o.
Тел .: 00386 3 56 57 463
электронная почта: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Техническая информация:

Jernej Pisanec
Руководитель проекта
ETI Prostik d. o.o.
Tel: 00386 3 56 57 451
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

IRJET — Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте.

IRJET приглашает статьи из различных инженерных и технологических дисциплин, научных дисциплин для Тома 8, выпуск 9 (сентябрь 2021 г.)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 9, Сентябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.

IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 9 (сентябрь 2021 г.)

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация продолжается. ..

Обзор статей

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.

Отправить сейчас

IRJET Vol-8, выпуск 9, сентябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей

IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь

IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы управления качеством.

Методы компенсации реактивной мощности в силовой электронике

Определение : Компенсация реактивной мощности схемы очень важна, поскольку она связана со значением коэффициента мощности.Компенсация реактивной мощности соответствует управлению реактивной мощностью для увеличения рабочих характеристик системы переменного тока. Есть несколько методов, с помощью которых можно улучшить коэффициент мощности системы, и поэтому они рассматриваются как методы компенсации реактивной мощности.

На практике говорят, что значение коэффициента мощности нагрузки должно быть почти равным единице, поскольку это значение экономически целесообразно.

Поскольку здесь мы имеем дело с методами компенсации реактивной мощности, давайте сначала вкратце разберемся, что такое реактивная мощность?

Реактивная мощность определяется как количество энергии, которое остается неиспользованным и генерируется в цепи или системе переменного тока реактивными компонентами. Иногда это называют мнимой степенью . Реактивная схема возвращает количество энергии к источнику, которое она потребила, поэтому средняя потребляемая мощность схемы будет равна нулю. Причина этого в том, что одинаковое количество энергии течет от источника к нагрузке туда и обратно.

Реактивная мощность считается основной частью общей мощности цепи.

Он выражается в единицах, называемых вольт-амперных реактивных (VAr) с символом « Q » и является произведением вольт и ампер, которые не совпадают по фазе друг с другом.

Необходимость компенсации реактивной мощности

Мы недавно обсуждали, что существует возвратно-поступательное движение реактивной мощности от источника питания к реактору таким образом, что в первой четверти цикла сигнала переменного тока конденсатор сохраняет мощность, а во второй четверти цикла — сохраненную мощность. возвращается к источнику переменного тока. Это движение реактивной мощности между источником и нагрузкой туда и обратно должно контролироваться.

Также нагрузки в промышленном оборудовании, таком как асинхронные двигатели, индукционные печи, дуги и т. Д.это те, которые работают с низким коэффициентом мощности, в то время как люминесцентные лампы, вентиляторы и т. д., которые работают с низким коэффициентом мощности, требуют довольно большого количества реактивной мощности, следовательно, уровень напряжения на клеммах нагрузки снижается. Однако такое низкое напряжение на клеммах нагрузки нежелательно, так как это приведет к снижению производительности их сетевых устройств.

По этой причине коэффициент мощности системы обязательно должен быть улучшен с помощью определенных методов.

Благодаря компенсации реактивной мощности эффективность передачи увеличивается.Наряду с этим можно регулировать установившиеся и временные перенапряжения, что позволяет избежать катастрофических отключений.

Компенсация реактивной мощности

Низкое значение коэффициента мощности требует большой реактивной мощности, что влияет на уровень напряжения. Следовательно, чтобы компенсировать реактивную мощность, необходимо улучшить коэффициент мощности системы.

Таким образом, методы компенсации реактивной мощности — это не что иное, как методы, с помощью которых можно улучшить низкие коэффициенты мощности.Методы следующие:

Использование конденсаторных батарей
Использование синхронных конденсаторов
Использование статических компенсаторов VAr

Давайте теперь обсудим каждую отдельно.

1. Конденсаторные батареи: В этом методе батарея конденсаторов образует соединение через нагрузку. Поскольку мы знаем, что конденсатор принимает на себя ведущую реактивную мощность, это вызывает уменьшение мощности, потребляемой от источника. Это в результате улучшает значение коэффициента мощности системы.Это дополнительно классифицируется как последовательная и шунтовая компенсация.

Предположим, у нас есть схема, показанная здесь,

Как мы уже обсуждали в самом начале, значение коэффициента мощности должно быть равно единице, таким образом, чтобы достичь этого, здесь конденсатор на клеммах двигателя должен быть изменен в соответствии с изменением нагрузки асинхронного двигателя. Это известно как динамическое управление коэффициентом мощности , поскольку компенсация реактивной мощности выполняется путем включения или выключения конденсаторов при любых условиях нагрузки.

Для непрерывного контроля коэффициента мощности в системе требуются различные конденсаторы малой мощности. Раньше включение и выключение конденсатора производилось механическими переключателями, но теперь используются тиристоры, которые помогают регулировать поток реактивной мощности и контролировать напряжение реактивной мощности за счет быстрого переключения статических конденсаторов.

2. Синхронные конденсаторы : Возбуждение синхронного двигателя выше фиксированного уровня заставляет его работать как синхронный конденсатор или конденсатор.Он предназначен для обеспечения динамической коррекции коэффициентов мощности в диапазоне его возбуждения. Первоначально, когда синхронный двигатель находится в состоянии недостаточного возбуждения, он работает как отстающий коэффициент мощности, таким образом, поглощается реактивная мощность. В условиях перевозбуждения ведущий коэффициент мощности вступает в действие и начинает генерировать реактивную мощность, таким образом, действует как конденсатор.

Недавно мы обсуждали батарею статических конденсаторов, где мы увидели, что она предлагает дискретное управление коэффициентом мощности, в то время как в случае синхронного конденсатора повышение коэффициента мощности и поток реактивной мощности имеют непрерывный характер.

Однако потери в синхронных конденсаторах сравнительно больше, чем в конденсаторной батарее. Наряду с этим он предлагает установку оборудования в одном фиксированном месте, а конденсаторная батарея предлагает распределенную установку. Это увеличивает эффективность синхронного конденсатора. Время отклика синхронного конденсатора сравнительно больше, чем у конденсаторной батареи.

3. Статические компенсаторы VAr: В высоковольтной системе питания используется статический компенсатор VAr.Он сокращенно называется SVC и демонстрирует повышенную стабильность системы, снижение потерь в линии, поддержание отклонений в определенных пределах. Он имеет шунтирующие реакторы и шунтирующие конденсаторы. Шунтирующие реакторы и реакторы с тиристорным управлением используются для ограничения роста напряжения при отсутствии нагрузки или в условиях низкой нагрузки, в то время как статические конденсаторы и конденсаторы с тиристорной коммутацией используются для предотвращения падения напряжения в условиях пиковой нагрузки.

Он может быть сформирован двумя способами: один с параллельной комбинацией реактора с тиристорным управлением и конденсатора постоянной емкости, а другой — с параллельной комбинацией конденсатора с тиристорным управлением и реактора с тиристорным управлением.

SVC предназначен как для выработки, так и для поглощения реактивной мощности.

(PDF) Применение устройств компенсации реактивной мощности для повышения эффективности энергосистем большой мощности

Настроенное полное сопротивление линии:

Wkb

= +

(11)

(11) Собственная мощность настроенной линии:

nat

(12)

Как видно из рисунка 2, установка STATCOM

увеличивает передаваемую мощность. мощность по линии.

Для расчетов (2-3) и (12) использовалась лицензионная версия MS

Excel. В работе не учитывались переходные процессы и, следовательно,

моделирование не проводилось, в отличие от работ [4],

[5], [15]. Полученные формулы (2-12) не содержат

дифференциальных уравнений, но оценивают влияние управляемых шунтирующих реакторов

и STATCOM на потери активной мощности и пропускную способность линии

Рис.2.Эффективность применения СТАТКОМ

Научная новизна работы заключается в использовании устройств

для снижения потерь активной мощности и увеличения пропускной способности. Для

оценки эффективности применения устройств компенсации управляемой реактивной мощности

были выведены формулы для

определения коэффициента активных потерь и пропускной способности линии с настраиваемой мощностью

. Для проведения сравнительного анализа эффективности управляемых компенсирующих устройств

были рассчитаны потери активной мощности

для ЛЭП сверхвысокого напряжения. В работе

сравнивается шунтирующий реактор, управляемый шунтирующим реактором

и STATCOM (считается индуктивным и емкостным режимом

IV. ВЫВОДЫ

Тенденции развития современных систем большой мощности

в мире указывают на растущую роль концепции Smart

Grid как необходимого компонента обеспечения эффективной работы интегрированных энергосистем

. Управляемые шунтирующие реакторы

являются техническим средством повышения КПД

Единой энергосистемы Украины на

увеличения пропускной способности линий электропередачи сверхвысокого напряжения

.Более полное использование пропускной способности

существующих электрических сетей, включая отдельные

межсоединений и межгосударственных, может обеспечить:

• передачу дополнительной электроэнергии из избыточной энергии

систем с более низкими тарифами в дефиците с вытеснением

менее экономичным источники энергии;

• увеличение выработки активной мощности электростанций на

увеличение предельно допустимых перетоков мощности.

Также использование FACTS позволит учесть перенос сроков ввода

генерирующих мощностей

и строительство новых линий высоковольтной передачи

с целью увеличения пропускной способности электрических сетей

, а также в некоторых случаях отмена этих мер

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Парус Ю.В., Блинов И.В., Бец О.Ю. Расположение индикаторов неисправности и выбор количества

на линии распределения как задача комбинаторной оптимизации

// Техническая электродинамика, 2016, № 5, с. 58 — 60.

[2] И.В. Блинов, Ю.В.Парус. Подход к ценообразованию реактивной мощности для вспомогательной услуги по контролю напряжения

в Украине // 2014 IEEE International

Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS).

[3] Б.С. Стогний, О.В. Кириленко, С.П. Денисюк Интеллектуальные электрические сети

электроэнергетических систем и их технологическое обеспечение // Техника

Электродинамика, 2010, № 6, с. 44-51.

[4] Кучанский В.В., Мера предотвращения резонансных перенапряжений в

ЛЭП сверхвысокого напряжения // 2017 IEEE First Ukraine

Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON) —

p.436-441. DOI: 10.1109 / UKRCON.2017.8100529

[5] В.В. Кучанский Применение управляемых шунтирующих реакторов для подавления аномальных резонансных перенапряжений

в асимметричных режимах //

2019 6-я Международная конференция IEEE по энергоэффективным системам

(ESS) — с.122-125.

[6] О. Буткевич, О. Чиженко, О. Попович, И. Трач и И. Головань, «Исследование переходных режимов электрической сети

с мощной электромеханической нагрузкой

и ФАКТЫ», 2019 IEEE 6-я Международная конференция

по энергоэффективным системам (ESS), Киев, Украина, 2019, стр.

261-266.

[7] IEC TR 63097: 2017 Дорожная карта стандартизации интеллектуальных сетей, 2017-11-14,

315 с.

[8] В.Н. Сулейманов, Т. Кацадзе Электрические сети и системы — К .:

НТУУ «КПИ», 2007. — 504 с.

[9] С. Гу, Дж. Данг, М. Тиан, Б. Чжан. Рассмотрена степень компенсации управляемого шунтирующего реактора

в ЛЭП сверхвысокого / сверхвысокого напряжения с последовательным конденсатором

. Труды международной конференции

Mechatronics, Control and Electronic Engineering (MCE 2014),

Shenyang, China, 29-31 августа 2014 г., стр.65–68.

[10] В. Миланович и Я. Чжан, «Глобальная минимизация финансовых потерь

из-за провалов напряжения с помощью устройств, основанных на FACTS», в IEEE Transactions

on Power Delivery, vol. 25, нет. 1. pp. 298-306, Jan. 2010.

[11] B.S. Джоши, О.П. Махела, С.Р. Ола, «Управление потоком реактивной мощности с использованием статического компенсатора VAR

для повышения стабильности напряжения в системе передачи

», Международная конференция IEEE по Recnt Advances и

Innovations in Engineering, декабрь 2016 г.

[12] Р. Чандрасекар; Д. Чаттерджи; Т.Бхаттарчарья. Гибридная топология FACTS

для поддержки реактивной мощности при передаче высокого напряжения

Системы

IECON 2018 — 44-я ежегодная конференция IEEE Industrial

Electronics Society 21-23 октября 2018 г. в историческом отеле Omni Shoreham

, Вашингтон, округ Колумбия, США , 2018 с. 65-70.

[13] Т. Фуджи, К. Темма, Н. Моришима, Т. Акедани, Т. Шимоносоно и Х.

Харада, «450MVA GCT-STATCOM для повышения стабильности и

для подавления перенапряжения», 2010 г. Международная конференция по силовой электронике

— ECCE ASIA -, Саппоро, 2010 г., стр.1766–1772

[14] Линь Чжоу; Цян И; Мэй Цинь; Луовей Чжоу; Сяоцзюнь Чжоу; Илинь Е.

Использование нового унифицированного контроллера потока мощности для реализации двух фаз

, работающих в системе передачи сверхвысокого напряжения: Материалы.

Международная конференция по технологиям энергосистем 13-17 октября 2002 г.

стр. 1913-1917.

[15] Ю. Тугай, «Резонансные перенапряжения в сети сверхвысокого напряжения», Труды

IEEE Sponsored Conference EPQU’09 — International Conference on

Quality and Utilization, pp.14-18, 15-17 сентября,

2009.

Разрешенное лицензионное использование ограничено: Университет Западной Богемии в г. Пльзень. Загружено 07 августа 2020 года в 19:46:17 UTC с сайта IEEE Xplore. Ограничения применяются.

[PDF] Методы компенсации реактивной мощности в

Скачать методы компенсации реактивной мощности в …

International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication Volume: 3 Issue: 5

ISSN: 2321-8169 3224-3226

_______________________________________________________________________________________________

Методы компенсации реактивной мощности в линиях электропередачи Seema Dudhe Департамент электроники и телекоммуникаций Babasaheb Gawde Institute of Technology Мумбаи, Махараштра, Индия [адрес электронной почты защищен]

Аннотация — В этой статье освещается концепция технологий компенсации реактивной мощности. Посредством методов компенсации реактивной мощности реактивная мощность регулируется таким образом, что производительность электроэнергетической системы улучшается. Этот документ дает краткое представление о принципах работы, конструктивных характеристиках различных типов компенсаторов VAR и т. Д. Эти методы компенсации используются для изменения характеристик систем передачи и распределения переменного тока в соответствии с потребностями. Компенсаторы VAR повышают стабильность системы переменного тока за счет увеличения максимальной активной мощности, которая может быть передана.Управляя реактивной мощностью линии, можно улучшить работу всей электроэнергетической системы. В тематическом исследовании после внедрения в системе методов последовательной и шунтовой компенсации результаты показаны для сравнения. Ключевые слова: реактивная мощность, передача переменного тока, распределение, последовательная компенсация

__________________________________________________ ***** _________________________________________________ I.

ВВЕДЕНИЕ

Компенсация реактивной мощности (VAR) — это не что иное, как управление реактивной мощностью для повышения производительности системы переменного тока.Важными характеристиками являются: I. Компенсация нагрузки — целью компенсации нагрузки является повышение коэффициента мощности системы, поддержание реальной мощности, потребляемой системой, компенсация регулирования напряжения и устранение гармоник тока. II. Поддержка напряжения — цель поддержки напряжения — уменьшить колебания напряжения на заданном терминале линии передачи. II.

НЕОБХОДИМОСТЬ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

I. Источник переменного тока генерирует реактивную мощность. В первой четверти цикла переменного тока конденсатор или реактор сохраняет реактивную мощность (VAR), а в следующей четверти цикла реактивная мощность возвращается обратно в источник переменного тока.Таким образом, реактивная мощность перемещается между источником переменного тока и конденсатором или реактором с частотой, вдвое превышающей номинальную. Таким образом, чтобы предотвратить прямое движение реактивной мощности между нагрузкой и источником, ее необходимо контролировать. II. Также для регулировки коэффициента мощности системы и поддержания стабильности напряжения нам необходимо компенсировать реактивную мощность [7] III. Благодаря методам компенсации реактивной мощности улучшается работа преобразователя HVDC [4]. Повышается эффективность передачи.Также он регулирует установившееся состояние и временные перенапряжения, что позволяет избежать катастрофических отключений. III.

МЕТОДЫ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Шунтовая компенсация — здесь устройство подключается параллельно линии передачи. Шунтирующий компенсатор всегда подключается в середине линии передачи [5] вместе с источником тока, источником напряжения или конденсатором

. Он подает в систему реактивную мощность.Уравнение напряжения имеет вид: P + jQ = -j4V² (1-cos∂ / 2) / x Поскольку реальная часть мощности равна 0, реактивная мощность в системе добавляется шунтирующим компенсатором. В систему подключаются шунтирующие реакторы для регулирования реактивной мощности. За счет потребления реактивной мощности шунтирующие реакторы уменьшают перенапряжения в линии передачи. Конденсаторы, подключенные параллельно линии передачи, также используются для регулирования уровня напряжения путем управления реактивной мощностью линии передачи.

Рисунок 1: Линия передачи с компенсацией шунта

b) Последовательная компенсация Здесь устройство подключено последовательно с линией передачи [9] Таким образом, оно называется последовательным компенсатором. Есть два режима работы — емкостной режим работы и индуктивный режим работы. Упрощенная модель системы передачи с последовательной компенсацией показана на рисунке 2. Значения напряжения на двух шинах приняты равными V, а фазовый угол между ними равен δ.

3224 IJRITCC | Май 2015 г., доступно по адресу http: // www.ijritcc.org

_______________________________________________________________________________________

International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication Volume: 3 Issue: 5

ISSN: 2321-8169 3224-3226

_______________________________________________________________________________________________ d) Самокоммутируемые клапанные компенсаторы. как GTO (тиристоры с выключенным затвором) и IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором).Статические синхронные компенсаторы, унифицированные регуляторы потока мощности и т. Д. Работают по принципу самокоммутируемого VAR-компенсатора. Они могут генерировать или поглощать реактивную мощность в соответствии с требованиями системы. e) Рисунок 2: Линия передачи с последовательной компенсацией

c) Статические компенсаторы VAR Статический компенсатор VAR (или SVC) представляет собой набор электрических устройств для обеспечения быстродействующей реактивной мощности в сетях передачи [11]. SVC являются частью семейства устройств гибкой системы передачи переменного тока, регулирующего напряжение, коэффициент мощности, гармоники и стабилизирующие систему.SVC — это статический VAR-генератор или поглотитель с параллельным подключением, выход которого регулируется для обмена емкостным или индуктивным током, чтобы поддерживать или контролировать определенные параметры системы электроснабжения. SVC основан на тиристорах без возможности отключения затвора. Рабочие характеристики тиристоров показывают переменное реактивное сопротивление SVC. Он включает в себя 2 основных компонента и их комбинации:

Статический синхронный компенсатор (STATCOM)

Он является членом семейства устройств FACTS.Это регулирующее устройство, используемое в сети передачи электроэнергии переменного тока. Он основан на преобразователе источника напряжения силовой электроники и может действовать как источник или приемник реактивной мощности переменного тока в электрическую сеть. СТАТКОМ — это устройство на основе преобразователя источника напряжения (VSC) с источником напряжения за реактором. Источник напряжения создается конденсатором постоянного тока. Реактивная мощность на выводах СТАТКОМа зависит от амплитуды источника напряжения. Например, если напряжение на клеммах VSC выше, чем напряжение переменного тока в точке подключения, STATCOM генерирует реактивный ток, наоборот, когда напряжение на клеммах VSC ниже, чем напряжение переменного тока, он поглощает реактивную мощность.

1) Реактор с тиристорным управлением и тиристорным переключением (TCR и TSR) 2) Конденсатор с тиристорным переключением (TSC) При включении TSC реактивная мощность в SVC увеличивается. Это указывает на то, что SVC подает реактивную мощность на источник переменного тока. Аналогично, когда угол включения TCR уменьшается, реактивная мощность в SVC увеличивается. Это указывает на то, что SVC поглощает все больше и больше реактивной мощности от источника переменного тока. Рисунок 4: VI-характеристики SVC и STATCOM

Синхронный конденсатор

Это синхронная машина, которая работает без первичного двигателя или механической нагрузки и подключена для повышения коэффициента мощности электрической системы.Если управлять возбуждением поля синхронного конденсатора, он может генерировать или поглощать реактивную мощность. При чрезмерном возбуждении они вырабатывают реактивную мощность, а при недовозбуждении поглощают реактивную мощность. Когда реактивная мощность поступает от синхронного конденсатора, ток в системе снижается. Таким образом снижаются потери и повышается эффективность. Благодаря этому на нагрузку может подаваться большая мощность. IV.

Рисунок 3: Реактор с тиристорным переключением

ПРИМЕР

Цель исследования, как поддерживать напряжение нагрузки на определенном значении без изменений, дается с помощью примера, который также будет изучать, как улучшить регулирование напряжения, эффективность передачи энергетика и сопутствующие товары 3225

IJRITCC | Май 2015 г., доступно по адресу http: // www.ijritcc.org

_______________________________________________________________________________________

Международный журнал о последних и инновационных тенденциях в вычислениях и коммуникациях Том: 3 Выпуск: 5

ISSN: 2321-8169 3224 — 3226

_______________________________________________________________________________________________ коэффициент мощности. Таблица 1 показывает системные данные в примере, а Таблица 2 показывает окончательные результаты и сравнение. Таблица 1: Системные данные

Асинхронный двигатель

Линейный провод

Параметр

Номинальное значение

Напряжение питания

3 фазы

Частота напряжения питания

50 Гц

Соединение обмотки

000 Соединение звездой 9000 значение

500 л.с.

Напряжение

4200 В

КПД при полной нагрузке

89%

Коэффициент мощности

0.75 с запаздыванием

Сопротивление

0,16 Ом / об, фаза

Индуктивность

1,03 мГн / фаза

Таблица 2: Окончательные результаты и сравнение Значения после компенсации Параметр электрического базового шунта Серийное значение компенсации корпуса Значение компенсации по иону

III.

Общие потери реактивной мощности уменьшены до существенной величины с помощью последовательного компенсатора по сравнению с шунтирующим компенсатором.

IV.

Шунтирующий компенсатор дает улучшенный коэффициент мощности по сравнению с последовательным компенсатором.

В.

Время отклика STATCOM короче, чем у статического компенсатора VAR, из-за малого времени переключения IGBT преобразователя источника напряжения.

VI.

STATCOM обеспечивает лучшую поддержку реактивной мощности при низких напряжениях переменного тока, чем статический компенсатор VAR

VII.

STATCOM обеспечивает лучшую стабильность напряжения, чем статический компенсатор VAR

VIII.

STATCOM демонстрирует более высокие потери и может быть более дорогим, чем статический компенсатор VAR /

ССЫЛКИ [1]

M.У. Густафсон и Дж. Бейлор, (1988), «Оценка потерь при передаче для электрических систем», IEEE Transactions on Power Systems, 3 (3), стр. 1026 1032.

[2]

Van Cutsem T., 1991, «Метод вычисления реактивной запас мощности в связи с падением напряжения », IEEE Transactions on Power Systems, 6 (1), pp. 145 156.

[3]

BMWeedy, (1979), Системы электроснабжения, Джон Вили.

[4]

Б.Р. Гупта, (1998), Анализ и проектирование энергосистемы, Третье издание, С.Chand and Company Ltd.

Конечное напряжение передачи (В)

4257

4228,06

4247,41

[5]

MLSoni, PVGupta and USBhatnagar, (1994), A Course In Electrical Power, Dhanpat Rai и Sons Pvt Ltd.

Потери активной мощности (кВт)

2,9799

2,068

[6]

Потери реактивной мощности (KVAR)

7,229

2,571

araju 5,020 S. В.Шанкар, (2006 г.), «Распределение электроэнергии и автоматизация», Dhanpat Rai and Co.Публикации.

[7]

Коэффициент мощности системы

0,7484

Доктор В. Камараджу, (2008 г.), Системы распределения электроэнергии, третье издание, Overseas Publishers Pvt. Ltd.

[8]

К.Л. Вадхва, (2005), «Электроэнергетические системы», четвертое издание, издательство New Age International Publishers.

[9]

Т.Дж. Миллер, (1982), Управление реактивной мощностью в электрических системах, Джон Вили.

I. II.

0,7613

0,8983

В.ЗАКЛЮЧЕНИЕ Отправляемое конечное напряжение для шунтового компенсатора больше, чем требуется для последовательного компенсатора. В шунтирующем компенсаторе уменьшены потери активной мощности. В последовательном компенсаторе потери активной мощности остаются неизменными.

[10] Туран Гонен, (1986), разработка систем распределения электроэнергии, книжная компания McGrawHill.

3226 IJRITCC | Май 2015 г., доступно по адресу http://www.ijritcc.org

_______________________________________________________________________________________

Применение статического устройства компенсации реактивной мощности для обеспечения устойчивости энергосистемы

[1] Ху Сюэ-хао, Переосмысление и понимание крупномасштабного отключения электроэнергии в объединенной энергосистеме Северной Америки, Дж.Технология энергосистем, 27 (2003) 1-6.

[2] Ли Ин, Исследование нескольких проблем устойчивости энергосистемы на основе Евростага, Университет Северного Китая, (2004).

[3] Ченг Хаочжэн, Стабильность реактивного напряжения энергосистемы, China Power Press, Пекин, (2001).

[4] Фу Сюй, Ван Сифань, Ду Чжэнчунь, Исследование стабильности реактивного напряжения энергосистемы, J.Силовая автоматика, 25 (2005) л-9.

[5] SI Mingqi, LIU Guen, XUE Yining, Tag Through 66kv Busbar Light Control Thyristor Valve Cooling Technology, J.Оборудование энергосистем, 12 (2010) 70-72.

Однофазное управление компенсацией реактивной мощности

для STATCOM с помощью неизвестной оценки динамики системы

В этой статье разработан однофазное управление компенсацией реактивной мощности для статического компенсатора (STATCOM). Основная новизна заключается в том, что компенсация реактивной мощности STATCOM переформулирована как эквивалентное отслеживающее управление для реактивного тока, а также исследуется новая неизвестная оценка динамики системы (USDE) для решения проблемы неизвестной динамики системы.Фаза моделирования, основанная на базовой структуре однофазного STATCOM и принципе STATCOM, сначала выполняется для описания его поведения. Для решения проблемы неизвестной динамики и внешних возмущений затем разрабатывается новый USDE, так что неопределенности моделирования и внешние возмущения могут быть учтены без использования аппроксиматора функций, что устраняет требовательные вычислительные затраты и утомительную настройку параметров в других схемах управления. Наконец, на основе предложенного оценщика мы проектируем составное управление с пропорционально-интегральным (ПИ) контроллером обратной связи и предлагаемым оценщиком для достижения точного отслеживания тока.Также дан анализ сходимости как ошибки оценки, так и ошибки управления. Результаты моделирования с использованием реалистичного симулятора представлены, чтобы показать эффективность предложенной стратегии.

1. Введение

Чтобы улучшить качество электроэнергии в энергосистемах, необходимо обеспечить потребителей экологически чистой электроэнергией и сделать напряжение стабильным. Однако на стабильность напряжения обычно влияют многие факторы, например, линии генерации, передачи и распределения, а также нелинейные компоненты в электрических сетях, все из которых вызывают колебания напряжения в сети [1–3].Кроме того, низковольтные однофазные индуктивные нагрузки широко используются в современных энергосистемах, таких как зарядные станции электромобилей, электровозы и т. Д., Что, в свою очередь, увеличивает потери реактивной мощности в энергосистемах [4 ]. Поэтому важно изучить однофазную динамическую компенсацию реактивной мощности для повышения устойчивости энергосистем [5].

Реактивный статический компенсатор (STATCOM), шунтирующий конденсатор, синхронный конденсатор и реактор насыщения (SR) широко используются в устройствах компенсации реактивной мощности.По сравнению с традиционными устройствами компенсации, STATCOM имеет преимущества широкого рабочего диапазона, быстрой скорости отклика, небольшой емкости элементов накопления энергии и гибкости управления, а также может компенсировать реактивную мощность в двух направлениях [6]. Таким образом, она превратилась в современную технологию компенсации реактивной мощности, которая вызывает большой исследовательский интерес. STATCOM обычно подключается параллельно с энергосистемой 10 кВ, поэтому многоуровневая технология становится ключевой схемой этих типов устройств, применяемых в высоковольтной энергосистеме [7].В многоуровневой технологии [8] цепная топология стала основной структурой из-за ее высокой степени модульности, высокой эквивалентной частоты переключения, работы с резервированием и других преимуществ [9–13]. Баланс напряжения на стороне постоянного тока (DC) является предпосылкой безопасной и надежной работы цепи STATCOM. В противном случае перенапряжение шины постоянного тока, вызванное дисбалансом, приведет к повреждению конденсатора, возгоранию биполярного транзистора с изолированным затвором и другим серьезным неисправностям, которые приведут к отключению устройства и серьезно повлияют на безопасность и стабильность параллельная сетка.Поэтому многие исследователи [14–17] предложили стратегии управления балансом напряжения на стороне постоянного тока для STATCOM с цепной структурой, инвертором, подключенным к фотоэлектрической сети, силовым электронным трансформатором и другими устройствами.

Фактически, существующие методы управления для STATCOM включают косвенное управление током [18], управление постоянным током [19], управление переменной структурой скользящей пленки [20] и управление биениями [21], которые используют полностью известную динамику системы (т. Е. , нелинейная или линейная динамика). Однако, когда мы рассматриваем системы с неизвестной динамикой, нелинейностями, ошибками моделирования или возмущениями, которые обычны в энергосистемах, нелегко спроектировать контроллер для достижения удовлетворительной производительности.Недавно была предложена U-модель для решения нелинейной системной динамики [22–25], которая была первоначально разработана Чжу и Го [26]. Однако в этой структуре снова требуется точная модель системы. В литературе требования к динамике системы могут быть ослаблены с точки зрения некоторых методов оценки и подавления возмущений, например, наблюдателей с высоким коэффициентом усиления [27, 28] и наблюдателей скользящего режима [29, 30]. Другой эффективный метод работы с неизвестной динамикой системы — это наблюдатель возмущений (DOB), о котором первоначально сообщалось в [31].Однако ранее разработанный DOB в основном подходит только для линейных систем. В последующих исследованиях были разработаны различные усовершенствованные ДОБ, такие как наблюдатель нелинейных возмущений (NDO) [32], наблюдатель расширенного состояния (ESO) [33] и наблюдатель неизвестного входа (UIO) [34]. Однако вышеупомянутые наблюдатели требуют разработки наблюдателя и требуют настройки множества параметров, что может оказаться непростой задачей для практиков. В этом отношении стоит продолжить исследование нового блока оценки с меньшим количеством параметров настройки и гарантированной сходимостью для решения неизвестных системных нелинейностей для систем управления STATCOM.

На основе вышеизложенного в данной статье будет разработан новый метод компенсации реактивной мощности для STATCOM с полностью неизвестной нелинейной динамикой и внешними возмущениями. Компенсация реактивной мощности STATCOM переформулирована как эквивалентное отслеживающее управление для требуемого реактивного тока. Затем мы строим модель однофазного СТАТКОМа на основе его физической структуры и принципа СТАТКОМа. Более того, новый конструктивный неизвестный системный динамический оценщик (USDE) разработан для устранения неизвестных возмущений и неопределенностей модели, так что аппроксиматор функции не нужен, а требующиеся вычислительные затраты и утомительная настройка параметров устраняются.Наконец, пропорционально-интегральный (ПИ) контроллер объединяется с предлагаемым устройством оценки в качестве упреждающей компенсации для достижения удовлетворительной реакции управления отслеживанием, так что могут быть достигнуты улучшенные рабочие характеристики. Также приводится анализ сходимости как ошибки оценки, так и ошибки управления, который также подтверждается с точки зрения моделирования на основе реалистичного объекта STATCOM.

Основные вклады в этот документ включают следующее: (1) Компенсация реактивной мощности STATCOM переформулирована как эквивалентное отслеживающее управление для требуемого реактивного тока.Это позволяет разрабатывать передовые стратегии управления для достижения улучшенных характеристик управления. (2) Новый USDE разработан для решения неизвестной системной динамики, неопределенностей моделирования и внешних возмущений, когда аппроксиматор функции не требуется, и, следовательно, требующие больших вычислительных затрат и исправлена настройка сложных параметров. В отличие от обычного DOB и других наблюдателей, этот USDE имеет только один параметр настройки (усиление фильтра), и, таким образом, его легко реализовать.

Эта статья организована следующим образом: В Разделе 2, на основе структуры однофазного СТАТКОМа и принципа СТАТКОМ, мы строим модель для описания поведения однофазного СТАТКОМа. В разделе 3 представлены предлагаемый USDE, конструкция составного контроллера и анализ устойчивости. Результаты моделирования приведены в разделе 4, а некоторые выводы сделаны в разделе 5.

2. Предварительные сведения и постановка задачи

2.1. Структура однофазного STATCOM

Основную структуру схемы STATCOM можно разделить на два типа (т.е.е., мостовая схема напряжения и мостовая схема тока). В этой статье СТАТКОМ однофазной мостовой схемы напряжения рассматривается как объект исследования для завершения компенсации реактивной мощности, поскольку он использовался во многих приложениях энергосистем. На рисунке 1 показана базовая структура однофазного STATCOM [7], которая в основном включает следующие три части.

2.1.1. Преобразователь источника напряжения (VSC)
В преобразователе источника напряжения выход переменного тока подключен к электросети, которая также состоит из двух пар для параллельных плеч моста, где каждая пара плеч моста соединена с двумя изолированными биполярные транзисторы с затвором (IGBT) подключаются последовательно, и каждый IGBT соединен с одним диодом быстрого восстановления в обратной параллели.Основное назначение VSC — производить переменное напряжение из постоянного. Поэтому его обычно называют преобразователем постоянного тока в переменный.
2.1.2. Конденсатор
Конденсатор постоянного тока (DC) используется для хранения энергии и обеспечения напряжения для VSC.
2.1.3. Реактор связи
Помимо фильтрации возможных высших гармоник в выходном напряжении инвертора, реактор можно использовать для подключения источника напряжения между стороной преобразователя и стороной сети.
2.2. Принцип работы STATCOM
Согласно динамике реактора, самокоммутирующаяся мостовая схема соединена с электросетью. Следовательно, схема может генерировать или поглощать ток, правильно регулируя фазу или амплитуду выходного напряжения на стороне переменного тока мостовой схемы или напрямую регулируя ток на стороне переменного тока мостовой схемы, чтобы реализовать динамическую реактивную мощность. компенсация [9–13]. Более того, принцип работы СТАТКОМа может быть представлен эквивалентной схемой, приведенной на рисунке 2.

На рисунке 2 это напряжение электросети и выходное переменное напряжение STATCOM. Напряжение реактора — это разница между и, а также ток, потребляемый STATCOM из электросети. Следует отметить, что, и — векторы, и, соответственно.
Как показано на рисунке 3, когда больше, ток опережает напряжение электросети, и STATCOM обеспечивает реактивную мощность для системы. Когда меньше, ток отстает от напряжения электросети, и STATCOM поглощает реактивную мощность из системы.
2.3. Моделирование однофазного STATCOM
Из рисунка 2 мы можем получить уравнение напряжения тока как
Затем система быстро определяет реактивный ток. При соответствующем управлении выход STATCOM соответствует току компенсации реактивной мощности. Чтобы определить реактивный ток в нагрузке, теория мгновенной реактивной мощности [35] используется для преобразования однофазной системы в трехфазную.
Принимая as, задерживая и меняя его, мы получаем ток нагрузки c-фазы.Используя сумму трехфазного тока как 0, мы можем получить ток нагрузки b-фазы как
. Эквивалентное преобразование d — q используется для трехфазного тока. Без ограничения общности предположим, что ось d совпадает с вектором напряжения сети. Мы можем получить следующее уравнение: где и — активная и реактивная составляющие трехфазного тока, — матрица преобразования:
После получения реактивного тока нагрузки мы можем принять его в качестве эталонного значения STATCOM для компенсации реактивный ток.Кроме того, модель (1) может быть переписана следующим образом: где и — коэффициент усиления управления и сосредоточенные возмущения. Кроме того, это управляющий сигнал в (5). Отмечено, что это включает в себя динамику системы, возникающую из-за неизбежных нарушений и колебаний нагрузки в энергосистемах. Без ограничения общности мы предполагаем, что производная от ограничена, т. Е. Верна для константы. Следовательно, цель состоит в том, чтобы разработать надлежащий элемент управления, чтобы ток мог отслеживать опорный сигнал.
Замечание 1. В некоторых существующих результатах для схем управления STATCOM предполагается, что динамика системы полностью известна. Поскольку и в уравнении (5) являются динамическими переменными, мы можем рассматривать эту часть (т. Е. Переменную d ) как общее возмущение, которое необходимо компенсировать в конструкции управления, что значительно снизит усилие объединения и улучшит эффект отслеживания тока. . В этой линии классические методы работы с неизвестной динамикой, такие как наблюдатели с высоким коэффициентом усиления [27, 28] и наблюдатели в скользящем режиме [29, 30], могут потребовать больших вычислительных затрат и достичь плохой сходимости (например.g., болтовня), что приводит к трудностям в практическом применении. Еще один эффективный метод работы с неопределенностями — это наблюдатель возмущений (DOB) [31]. Однако ранее разработанный DOB в основном подходит только для линейных систем. Хотя были разработаны различные усовершенствованные DOB, такие как наблюдатель нелинейных возмущений (NDO) [32], наблюдатель расширенного состояния (ESO) [33] и наблюдатель неизвестного входа (UIO) [34], вышеупомянутые наблюдатели требуют разработки наблюдателя, и они требуют настройки множества параметров, что может оказаться непростой задачей для практиков.Чтобы решить эту проблему, в данной статье предлагается альтернативный USDE, который выполняет ту же функцию, что и DOB, но имеет более простую структуру и только один параметр настройки.
3. Комбинированный контроль тока с оценщиком неизвестной динамики системы
3.1. Неизвестная система оценки динамики
Чтобы обработать сосредоточенную неизвестную динамику в системе (5), мы предложим новый USDE, который можно оценить, используя измеренные входные и выходные данные. Для этого мы определяем и as отфильтрованные переменные и aswhere — постоянный параметр, обозначающий полосу пропускания принятого фильтра нижних частот.
Принцип инвариантного многообразия будет исследован для разработки оценщика. В этой строке мы сначала вводим следующий результат.
Лемма 1. (см. [36, 37]). Рассмотрим систему (5) и операцию фильтрации (6), переменная определяется как Затем эта переменная ограничена для любой конечной константы и экспоненциально сходится к нулю, то есть
Доказательство. Из (6) и (7) производная по времени определяется следующим образом: Выбрать функцию Ляпунова как такую, что, согласно неравенству Юнга, мы имеем Подставив (11) в (10), мы можем получить следующее неравенство: Решив неравенство (12) , в этом легко убедиться.Таким образом, будет сходиться к небольшому компактному множеству, ограниченному, где его размер определяется параметром фильтра и верхней границей, т. Е., Который обращается в нуль при достаточно малых и / или (т. Е. = 0). Это завершает доказательство.
Вышеупомянутое идеальное инвариантное многообразие обеспечивает отображение измеряемой переменной и неизвестной динамики системы. Таким образом, его можно использовать для разработки оценщика, для которого задается
. Очевидно, разработчик должен выбирать только скалярную константу, используемую в фильтре, что является тривиальной задачей по сравнению с существующими методами ESO и DOB.
Теперь мы имеем следующие результаты:
Теорема 1. (см. [36, 37]). Для системы (5) с неизвестным оценщиком динамики системы (13) ошибка оценивания ограничена и, следовательно, выполняется для и / или.
Доказательство. После применения операции фильтрации к обеим частям (5) мы можем получить Подставляя первое уравнение (6) в (14), мы получаем Сравнивая (13) с (15), это легко найти. Следовательно, ошибка оценки может быть получена как Для облегчения доказательства мы дополнительно выводим производную ошибки оценки в (13), поскольку Очевидно, ошибка оценки может быть очень маленькой, когда используется достаточно малая величина.Чтобы показать это, функцию Ляпунова можно выбрать как, а ее производную можно вычислить как Согласно неравенству Юнга, мы имеем Подставляя (19) в (18), мы можем получить следующее неравенство: Следовательно, можно вычислить решение неравенства (20) as, что дополнительно означает, что ошибка оценки ограничена, и, таким образом, мы можем требовать и / или. Это завершает доказательство.
Замечание 2. Из приведенного выше анализа мы знаем, что неизвестная динамика системы может быть точно оценена с помощью построенного USDE (13).Следует отметить, что предлагаемый USDE требует только операций фильтрации, приведенных в (6), и алгебраических вычислений, приведенных в (13). Более того, разработчикам необходимо установить только коэффициент усиления фильтра в (6). Следовательно, структура USDE проста, а ее реализация не вызывает затруднений.
3.2. Составной дизайн управления на основе USDE
В этом разделе вышеупомянутый оценочный модуль будет введен в дизайн управления для системы (5) для достижения текущего отслеживания. Кроме того, мы будем использовать расчетный член в (13) в качестве экстракомпенсатора, наложенного на ПИ-регулятор, чтобы разработать новый составной регулятор тока для установки STATCOM.Составное управление с предлагаемым USDE вместе с ПИ-регулированием [38] показано на рисунке 4.

Обозначим опорный токовый сигнал. Ошибка отслеживания тока определяется следующим образом:
Для уменьшения ошибки отслеживания контроллер может быть спроектирован так, как где — выходное напряжение переменного тока STATCOM, обозначающее влияние пропорционального и интегрального коэффициентов усиления. — это недавно добавленная компенсация в дополнение к части управления с обратной связью, приведенной в (13).
Понятно, что первая часть — это ПИ-регулятор, который используется для сохранения стабильности управляемой системы, а второй член — это оценка неизвестной динамики для достижения удовлетворительного отклика на отслеживание.Таким образом, устойчивость предложенной системы управления с оценкой и составным управлением, а также сходимость оценок и ошибок управления можно резюмировать следующим образом.
Теорема 2. Если составное управление (22) с оценкой (13) применяется для системы STATCOM (2), текущая ошибка отслеживания и ошибка оценки сходятся к небольшому компактному множеству около нуля и могут отслеживать желаемый эталон. обнаружен системой.
Доказательство. Выведя (21) и подставив (22) в (5), можно получить следующее уравнение: которое можно переписать как где.Чтобы справиться с интегральным членом, мы определяем расширенный вектор ошибок как и выбираем расширенную функцию Ляпунова как для положительно симметричной матрицы. Тогда (24) может быть записано как Предварительно сконфигурированные коэффициенты усиления ПИ-регулятора и установлены для сохранения стабильности системы управления, так что матрица может гарантировать, что система ошибок экспоненциально устойчива. Тогда, исходя из теории Ляпунова, существуют положительно определенные симметричные матрицы и такие, которые выполняются, и, таким образом, могут быть приняты в качестве функции Ляпунова для системы ошибок.В этом случае мы вычисляем производную по времени расширенной функции Ляпунова по (17) и (25), поскольку где — положительная константа из неравенства Юнга, а положительные константы для правильно выбранных параметров и. Это означает, что; таким образом, ошибки управления и ошибка оценки экспоненциально сходятся к компактному малому множеству. Ясно, что и справедливы для и / или, для которых достаточно мало и / или является константой, и поэтому граница равна. Это завершает доказательство.
Как показано в приведенном выше доказательстве, ПИ-регулирование используется для обеспечения стабильности системы управления током СТАТКОМ. Затем оценка используется как дополнительная компенсация с прогнозированием для достижения подавления помех и, таким образом, лучшей производительности. В этом отношении эта идея обеспечивает структуру управления с двумя степенями свободы, в которой конструкция USDE не зависит от ПИ-регулирования, и, таким образом, даже в худшем случае без компенсатора управляемая система по-прежнему остается стабильной. Следовательно, предлагаемый оценщик может быть объединен с другими контроллерами STATCOM для достижения лучшего отклика управления.
4. Результаты моделирования и анализ
Недавно STATCOM был расширен для компенсации систем распределения. Целью данной статьи является разработка контроллера, который может управлять током STATCOM, чтобы завершить компенсацию системы распределения. Чтобы проверить эффективность модели системы и метода управления, предложенного в этой статье, мы построим имитационную модель на основе Matlab / Simulink. В системах нагрузка электровоза представляет собой типичную однофазную нагрузку, поэтому мы используем нагрузку сопротивления и индуктивности для моделирования индуктивной нагрузки электровоза.Вся имитационная модель состоит из трех частей: главной цепи, контроллера и измерительного модуля. Функция измерительного модуля заключается в обнаружении реактивного тока в нагрузке. Параметры системы, использованной в моделировании, представлены следующим образом: эффективное значение фазного напряжения сети, частота, подключенная индуктивность, индуктивная реактивная мощность нагрузки, равная Var, емкость на стороне постоянного тока и напряжение конденсатора. Чтобы показать структуру предлагаемой системы управления STATCOM, схема построенной модели Simulink представлена на рисунке 5.

Параметры ПИ-регулятора устанавливаются следующим образом: пропорциональное усиление и интегральное усиление. Кроме того, постоянная фильтра USDE равна. Чтобы проверить эффективность компенсации реактивной мощности STATCOM с / без предложенного метода управления, мы включаем STATCOM в цепь нагрузки на 0,2 с через прерыватель. Более того, чтобы дополнительно продемонстрировать эффективность предложенного подхода, наблюдатель скользящего режима, используемый в [39], также тестируется для сравнения с точки зрения оценки неизвестной динамики, а параметры, используемые в наблюдателе скользящего режима, задаются как и.
Когда для индуктивной нагрузки установлено значение Var, формы сигналов напряжения и тока на стороне сети показаны на рисунке 6. Сравнивая формы сигналов до и после 0,2 с, мы можем обнаружить, что перед вводом устройства в работу в качестве нагрузки, системы являются индуктивными, и индуктивная реактивная мощность должна поглощаться со стороны сети. Ясно, что ток системы отстает от напряжения системы, поэтому коэффициент мощности очень низкий. Тем не менее, после завершения компенсации реактивного тока для STATCOM напряжение и ток находятся в одной фазе, и, следовательно, коэффициент мощности также увеличивается.Следовательно, на Рисунке 7 мы можем увидеть, что коэффициент мощности увеличивается примерно с 0,7 до почти идеального значения 1. Текущий результат отслеживания показан на Рисунке 8, где предлагаемый составной элемент управления с ПИ-регулированием и USDE может обеспечить удовлетворительную реакцию отслеживания. Текущая ошибка отслеживания приведена на рисунке 9, который показывает, что установившаяся ошибка сходится к 0 после ввода STATCOM в действие. Наконец, профили предполагаемой динамики с помощью USDE и SMO представлены на рисунке 10, которые показывают, что с помощью USDE можно достичь лучших показателей оценки, чем с помощью SMO.

Из приведенных выше результатов моделирования мы можем утверждать, что для системы электровоза предлагаемая комбинированная стратегия управления с контроллером USDE и PI может уменьшить ошибку колебаний тока и повысить эффективность компенсация реактивной мощности.
5. Заключение
В этой статье компенсация реактивной мощности STATCOM переформулирована как эквивалентное отслеживающее управление для требуемого реактивного тока.Сначала мы построим модель однофазного СТАТКОМА на основе его структуры и принципа действия СТАТКОМ. Затем предлагается новый USDE для рассмотрения сосредоточенной неизвестной динамики в модели STATCOM. С помощью предлагаемого USDE, наложенного на стандартное управление PI, можно получить составную структуру управления.

Типовые устройства (средства) для компенсации реактивной мощности

Традиционные устройства компенсации реактивной мощности.

Прогрессивные устройства коррекции коэффициента мощности для сетей низкого и среднего напряжения.

Распределение электроэнергии

Автоматические комплектные конденсаторные установки Alpimatic с электромеханическими контакторами, для сети 400 В

Автоматические комплектные конденсаторные установки Alpistatic с полупроводниковыми контакторами для сети 400 В

Нерегулируемые комплектные конденсаторные установки Alpibloc для сети 400 В

Компенсирующие модули Alpimatic

Анализаторы качества электрической энергии Alptec

Установки компенсации реактивной мощности (УКРМ)

Устройства компенсации реактивной мощности: основные компоненты

Компоненты для устройств

В каких местах требуется

Низковольтные установки компенсации реактивной мощности

Технические характеристики низковольтных КРМ

Установки для компенсации реактивной мощности

Сферы использования установок

Раздел 6. Устройства компенсации реактивной мощности / КонсультантПлюс

Компенсация реактивной мощности — Etigroup

Новинка !!!

Каталог

Коммерческая информация:

Техническая информация:

IRJET — Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте.

Методы компенсации реактивной мощности в силовой электронике

Необходимость компенсации реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности

(PDF) Применение устройств компенсации реактивной мощности для повышения эффективности энергосистем большой мощности

[PDF] Методы компенсации реактивной мощности в

Применение статического устройства компенсации реактивной мощности для обеспечения устойчивости энергосистемы

для STATCOM с помощью неизвестной оценки динамики системы

1. Введение

2. Предварительные сведения и постановка задачи

2.1. Структура однофазного STATCOM

2.1.1. Преобразователь источника напряжения (VSC)

2.1.2. Конденсатор

2.1.3. Реактор связи

2.2. Принцип работы STATCOM

2.3. Моделирование однофазного STATCOM

3. Комбинированный контроль тока с оценщиком неизвестной динамики системы

3.1. Неизвестная система оценки динамики

3.2. Составной дизайн управления на основе USDE

4. Результаты моделирования и анализ

5. Заключение

Читайте также

Что делать, если грудничок не спит днем: советы по налаживанию режима сна

Антигистаминные препараты для новорожденных: лечение и профилактика аллергии у грудничков

Методика «Цветоник» М. Лазарева для музыкального развития детей

Добавить комментарий Отменить ответ