Розроблення методу багатокоординатного керування статичними тиристорними компенсаторами з примусовою комутацією

Автор(и)

  • Serhii Litkovets Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028, Україна https://orcid.org/0000-0003-2896-8518

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.201119

Ключові слова:

статичні тиристорні компенсатори, примусова комутація, реактивна потужність, багатокоординатне керування, вольтододавання

Анотація

Розглянуто конфігурацію та принцип роботи статичного тиристорного компенсатора реактивної потужності з примусовою комутацією та вольтододаванням для мереж з компенсованою нейтраллю. Визначено інтегральні показники енергетичного процесу компенсатора у випадку його живлення напругою прямокутної форми у разі незалежного керування комутуючими тиристорами. При певних значеннях кутів керування тиристорами питомі втрати активної потужності стають меншими за однойменні питомі втрати у разі живлення компенсатора синусоїдною напругою. Це забезпечує його конкурентоздатність по відношенню до інших статичних компенсаторів.

Запропоновано метод багатокоординатного керування статичними тиристорними компенсаторами з примусовою комутацією. Його суть полягає у незалежному керуванні всіма комутуючими тиристорами компенсатора відповідно до цільової функції системи, яка визначається за умови, що питомі втрати активної потужності не перевищують їх економічно обґрунтованого рівня.

Запропоновано схему керування статичним тиристорним компенсатором з примусовою комутацією та вольтододаванням. Застосування схеми дає можливість зменшити втрати активної потужності в компенсаторі під час регулювання реактивної потужності та здійснити незалежне керування фазними реакторами. Мікропроцесорне керування в реальному часі всіма елементами системи дозволяє забезпечити необхідний алгоритм перемикання комутуючих тиристорів та реалізувати багатокоординатне керування енергетичними процесами компенсатора. Розроблено алгоритм роботи мікропроцесорної системи статичного компенсатора під час регулювання реактивної потужності. Цей алгоритм за рахунок збільшення коефіцієнта вольтододавання під час дії негативної півхвилі напруги живлення дозволяє зменшити питомі втрати активної потужності в електричній мережі та компенсаторі

Біографія автора

Serhii Litkovets, Національний університет водного господарства та природокористування вул. Соборна, 11, м. Рівне, Україна, 33028

Кандидат технічних наук

Кафедра автоматизації, електротехнічних та комп’ютерно-інтегрованих технологій

Посилання

  1. Benysek, G., Pasko, M. (Eds.) (2012). Power Theories for Improved Power Quality. Springer. doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4471-2786-4
  2. Nikolaev, A. A., Kornilov, G. P., Ivekeev, V. S., Lozhkin, I. A., Kotyishev, V. E., Tukhvatullin, M. M. (2014). Using of the static var compensator of the ultra-high power electric arc furnace for supporting of electrical power system’s stability and increasing reliability of factory power supply. Russian Internet Journal of Industrial Engineering, 1, 59–69. doi: https://doi.org/10.24892/rijie/20140108
  3. Yakimov, I. A., Nikolaev, A. A., Barabash, R. O., Anohin, V. V. (2016). Research of furnace transformer’s secondary voltage thyristor regulator working for electric arc furnace’s primary current stabilization. Russian Internet Journal of Electrical Engineering, 3 (4), 3–10. doi: https://doi.org/10.24892/rijee/20160401
  4. Nikolaev, A. A., Rousseau, J. J., Szymanski, V., Tulupov, P. G. (2016). An experimental study of electric arc current harmonics in electric arc furnaces with different power characteristics. Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University, 14 (3), 106–120. doi: https://doi.org/10.18503/1995-2732-2016-14-3-106-120
  5. Wilamowski, B. M., Irwin, J. D. (Eds.) (2011). Power Electronics and Motor Drives. Boca Raton, 1015. doi: https://doi.org/10.1201/9781315218410
  6. Padiyar, K. R. (2007). FACTS: Controllers in Power Transmission and Distribution. New Delhi: New Age International (P) Limited, Publishers, 532. Available at: http://research.iaun.ac.ir/pd/bahador.fani/pdfs/UploadFile_6422.pdf
  7. Kartashev, I. I. (1990). Staticheskie kompensatory reaktivnoy moshchnosti v elektricheskih sistemah: Per. tematicheskogo sb. RG Issled. Kom. No. 38 SIGRE. Moscow: Energoatomizdat, 174.
  8. Dixon, J., del Valle, Y., Orchard, M., Ortzar, M., Moran, L., Maffrand, C. (2003). A full compensating system for general loads, based on a combination of thyristor binary compensator, and a pwm-igbt active power filter. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 50 (5), 982–989. doi: https://doi.org/10.1109/tie.2003.817604
  9. Dixon, J. W., Garcia, J. J., Moran, L. (1995). Control system for three-phase active power filter which simultaneously compensates power factor and unbalanced loads. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 42 (6), 636–641. doi: https://doi.org/10.1109/41.475504
  10. Rashid, M. H. (Ed.) (2018). Power Electronics Handbook. Butterworth-Heinemann, 1522. doi: https://doi.org/10.1016/c2016-0-00847-1
  11. Choudhary, C., Pathan, N. (2019). Designing and Simulation of Multilevel STATCOM on Cascaded Topology. International Research Journal of Engineering and Technology, 06 (02), 1648–1653. Available at: https://www.irjet.net/archives/V6/i2/IRJET-V6I2325.pdf
  12. Roginskaya, L. Eh., Karavaev, A. A. (2012). Features of tranzistor converters part of reactive power compensator with inductive energy storage. Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, 1 (64), 120–125. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-raboty-tranzistornogo-preobrazovatelya-v-sostave-kompensatora-reaktivnoy-moschnosti-s-induktivnym-nakopitelem-energii-1
  13. Tokiwa, A., Yamada, H., Tanaka, T., Watanabe, M., Shirai, M., Teranishi, Y. (2017). New Hybrid Static VAR Compensator with Series Active Filter. Energies, 10 (10), 1617. doi: https://doi.org/10.3390/en10101617
  14. Liu, H., Wang, Z., Yang, J., Li, B., Ren, A. (2018). Circuit Breaker Rate-of-Rise Recovery Voltage in Ultra-High Voltage Lines with Hybrid Reactive Power Compensation. Energies, 11 (1), 100. doi: https://doi.org/10.3390/en11010100
  15. Varschavsky, A., Dixon, J., Rotella, M., Morán, L. (2010). Cascaded Nine-Level Inverter for Hybrid-Series Active Power Filter, Using Industrial Controller. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 57 (8), 2761–2767. doi: https://doi.org/10.1109/tie.2009.2034185
  16. Rudenko, V. S., Sen'ko, V. I., Chizhenko I. M. (1983). Preobrazovatel'naya tehnika. Kyiv: Vishcha shkola, 431.
  17. Petukhov, M., Litkovets, S. (2014). Static thyristor compensator with forced commutation and isolated neutral and scheme of its controlling. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (8 (68), 28–35. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.21871
  18. Petukhov, M. V., Litkovets, S. P. (2013). Pat. No. 79407 UA. Reactive power static regulator. No. u201210710; declareted: 12.09.2012; published: 25.04.2013, Bul. No. 8. Available at: http://uapatents.com/5-79407-statichnijj-regulyator-reaktivno-potuzhnosti.html
  19. Litkovets, S., Petukhov, M. (2014). The way to increase energy efficiency of static thyristor compensators of reactive power with forced commutation. Elektromekhanichni i enerhozberihaiuchi systemy, 2, 56–62. Available at: http://www.irbis-nbuv.gov.ua/cgi-bin/irbis_nbuv/cgiirbis_64.exe?I21DBN=LINK&P21DBN=UJRN&Z21ID=&S21REF=10&S21CNR=20&S21STN=1&S21FMT=ASP_meta&C21COM=S&2_S21P03=FILA=&2_S21STR=emezs_2014_2_9

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-04-30

Як цитувати

Litkovets, S. (2020). Розроблення методу багатокоординатного керування статичними тиристорними компенсаторами з примусовою комутацією. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(8 (104), 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.201119

Номер

Том 2 № 8 (104) (2020): Енергозберігаючі технології та обладнання

Розділ

Енергозберігаючі технології та обладнання

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Serhii Litkovets

Creative Commons License

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

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.