Нормалізація показників несинусоїдності напруги магнітоелектричного генератора в автономному режимі роботи
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.332187Ключові слова:
магнітоелектричний генератор, напруга гармонік, коефіцієнт гармонічних спотворень, якість електричної енергіїАнотація
Об’єктом дослідження є магнітоелектричний генератор із системою збудження на основі постійних магнітів та додатковою магнітною системою у вигляді феромагнітних шунтів.
В роботі вирішується проблема несинусоїдності напруги в локальній електричній мережі з магнітоелектричним генератором. Це явище негативно впливає на роботу споживачів та знижує енергоефективність системи. В роботі досліджені причини виникнення гармонічних спотворень та запропоновано метод зниження їх впливу. Це сприяє забезпеченню стабільної та якісної роботи споживачів в електромережі.
Проведено дослідження генерованої напруги за показниками несинусоїдності для магнітоелектричного генератора за різних рівнів завантаження в умовах ізольованої роботи. Встановлено невідповідність генерованої напруги вимогам чинного стандарту за показниками відносної напруги окремих гармонік та сумарного коефіцієнту гармонічних спотворень за напругою (THDU). Визначено залежності відносної напруги гармонік від рівня завантаження генератора в діапазоні від холостого ходу до номінального завантаження. Розраховано параметри одночастотних резонансних фільтрів, які забезпечують нормалізацію генерованої напруги за показниками несинусоїдності в умовах ізольованої роботи генератора з номінальним завантаженням.
Особливістю отриманих результатів є розробка адаптивних фільтрів несинусоїдності напруги, які враховують специфіку роботи магнітоелектричного генератора в локальній мережі.
Аналіз вихідної напруги генератора показав, що в ізольованому режимі роботи в усьому діапазоні навантаження генератора необхідно встановлювати фільтри 3-ї, 5-ї, 9-ї, 21-ї та 23-ї гармонік. Показано відсутність гармонічних резонансних явищ за умови застосування фільтрів з фіксованими параметрами в діапазоні завантажень генератора від холостого ходу до номінального завантаження
Посилання
- Ostroverkhov, M., Chumack, V., Falchenko, M., Kovalenko, M. (2022). Development of control algorithms for magnetoelectric generator with axial magnetic flux and double stator based on mathematical modeling. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (120)), 6–17. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.267265
- Kawambwa, S., Mnyanghwalo, D. (2024). Revenue loss reduction in the electrical distribution networks using distributed generators: A case of Tanzania electrical distribution network. Journal of ICT Systems, 2 (2), 67–80. https://doi.org/10.56279/jicts.v2i2.119
- He, Y., Li, Y., Liu, J., Xiang, X., Sheng, F., Zhu, X. et al. (2025). A Two-Stage Fault Reconfiguration Strategy for Distribution Networks with High Penetration of Distributed Generators. Electronics, 14 (9), 1872. https://doi.org/10.3390/electronics14091872
- Fadi, O., Abbou, A., Gaizen, S. (2023). Optimized MPPT for Aero-generator System built on Autonomous Squirrel Cage Generators Using Feed-Forward Neural Network. International Journal of Renewable Energy Research, 13 (3). https://doi.org/10.20508/ijrer.v13i3.14002.g8785
- Martinez-Bolanos, J. R., Manito, A. R. A., Almeida, M. P., Almeida, J. C., Torres, P. F., Pinho, J. T., Zilles, R. (2025). Improved dynamic model of small stand-alone diesel generators to assess the stability of autonomous microgrids. AIP Advances, 15 (2). https://doi.org/10.1063/5.0232151
- Sebastián, R. (2022). Modeling, Simulation and Control of Wind Diesel Power Systems. Energies, 15 (5), 1712. https://doi.org/10.3390/en15051712
- Conti, S., Rizzo, S. A. (2017). An open source tool for reliability evaluation of distribution systems with renewable generators. Energy Systems, 10 (2), 385–414. https://doi.org/10.1007/s12667-017-0264-6
- Lu, J., Zhao, R., Fang, Y., Gao, Y., Gan, K., Chen, Y. (2025). Fault Equivalence and Calculation Method for Distribution Networks Considering the Influence of Inverters on the Grid Side and the Distribution Network Side. Energies, 18 (8), 2111. https://doi.org/10.3390/en18082111
- Jaradat, T., Khatib, T. (2024). Optimal sizing of battery energy storage system in electrical power distribution network. Energy Exploration & Exploitation. https://doi.org/10.1177/01445987241300183
- Souli, A. (2025). Analysis of Transient Overvoltage in Electrical Networks using Elaborate Code and PSCAD. Electrotehnica, Electronica, Automatica, 73 (1), 70–77. https://doi.org/10.46904/eea.25.73.1.1108007
- Lyu, S., Han, H., Li, J., Yuan, X., Wang, W. (2024). Voltage regulation in distribution networks by electrical vehicles with online parameter estimation. Frontiers in Energy Research, 12. https://doi.org/10.3389/fenrg.2024.1506211
- Kryshchuk, R. S. (2024). Application of phase current loops for modeling the harmonic magnetic field of a magnetoelectric generator. Tekhnichna Elektrodynamika, 2024 (5), 30–35. https://doi.org/10.15407/techned2024.05.030
- Li, H., Chen, Z., Polinder, H. (2009). Optimization of Multibrid Permanent-Magnet Wind Generator Systems. IEEE Transactions on Energy Conversion, 24 (1), 82–92. https://doi.org/10.1109/tec.2008.2005279
- Chumack, V., Tsyvinskyi, S., Kovalenko, M., Ponomarev, A., Tkachuk, I. (2020). Mathemathical modeling of a synchronous generator with combined excitation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (5 (103)), 30–36. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.193495
- Bhende, C. N., Mishra, S., Malla, S. G. (2011). Permanent Magnet Synchronous Generator-Based Standalone Wind Energy Supply System. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2 (4), 361–373. https://doi.org/10.1109/tste.2011.2159253
- Chumack, V., Katsadze, T., Bazenov, V., Kovalenko, M., Geraskin, O. (2025). Determining the impact of a magnetoelectric generator on the operation of a local distribution network. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (8 (133)), 6–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.322917
- De La Rosa, F. C. (2015). Harmonics, Power Systems, and Smart Grids. CRC Press: Boca Raton, 278. https://doi.org/10.1201/9781315215174
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Teimuraz Katsadze, Volodymyr Chyzhevskyi, Mykhailo Kovalenko, Vadim Chumack, Naina Buslova
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.
