Универсальный регулятор качества электроэнергии на основе последовательного и параллельного активных фильтров

• Автор: Сазонов, Владимир Валерьевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ГЛАВА 1. КАЧЕСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И СПОСОБЫ ЕГО УЛУЧШЕНИЯ

1.1. Показатели качества электроэнергии и требования предъявляемые

к ним

1.2. Последствия ухудшения качества электроэнергии

1.3. Устройства, предназначенные для улучшения качества

электроэнергии

Выводы по главе

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИЛОВОЙ ЧАСТИ РЕГУЛЯТОРА
2.1. Устройство и принцип действия универсального регулятора качества электроэнергии

2.2. Анализ установившихся режимов работы

2.3. Методика проектирования силовой части универсального регулятора

качества электроэнергии
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОМ
3.1. Выбор метода управления преобразователями последовательного и параллельного компенсаторов
3.2. Анализ и разработка структуры системы управления универсальным регулятором качества электроэнергии с использованием синхронного
регулятора
3.3 Разработка алгоритма управления универсальным регулятором качества электроэнергии

3.4. Аппаратная реализация системы управления
Выводы по главе
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ РЕГУЛЯТОРА
4.1. Выбор средств математического моделирования
4.2. Оценка качества регулирования при различных возмущающих факторах
4.3. Оценка влияния высокочастотной модуляции на качество выходного напряжения и тока сети
4.4. Физическое моделирование регулятора качества электроэнергии
Выводы по главе
Заключение
Список литературы
В связи с развитием электроэнергетики проблема улучшения качества электроэнергии приобретает все большее значение. В настоящее время большинство современных потребителей электроэнергии с одной стороны, представляют собой нелинейную нагрузку, оказывающую негативное влияния на сеть. Это проявляется, в основном, в виде увеличения реактивной мощности и мощности искажения. С другой стороны они содержат устройства управления, обработки информации, телекоммуникации и др., которые для обеспечения нормального функционирования предъявляют повышенное требование к качеству электроэнергии.
Последствия ухудшения качества электроэнергии могут также проявляться в виде технологического (порча и ухудшении качества продукции, расстройстве технологических процессов, снижении производительности механизмов) и электромагнитного (снижение эффективности процессов генерации и передачи электроэнергии, нарушение нормальной работы, уменьшение срока службы и выход из строя электрооборудования, нарушении работы телемеханики, автоматики, связи) ущерба.
Для улучшения качества электроэнергии традиционно используются устройства: тиристорные стабилизаторы, конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы, пассивные фильтры, аппараты бесперебойного питания (АБП), которые, обладая определенными недостатками, не позволяют в ряде случаев эффективно решать возложенные на них задачи.
Новая элементная база силовой электроники, появившаяся в 90-х годах XX века, позволила создавать эффективные преобразователи переменного/постоянного тока, работающие в 4-х квадрантах комплексной плоскости параметров на стороне переменного тока. Это позволяет управлять потоками электроэнергии в любом направлении по заданному закону. При подключении накопителей энергии к преобразователю со стороны постоянного тока становится возможным осуществлять обмен реактивной мощностью,

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ И РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИЛОВОЙ ЧАСТИ
РЕГУЛЯТОРА
2.1. Устройство и принцип действия универсального регулятора качества электроэнергии
Для расширения функций регулятора качества электроэнергии рассмотренного в [75], а именно: фильтрации высших гармоник напряжения сети, обеспечение коэффициента мощности равного единице, а также снижения мощности силовой части регулятора и улучшения его массогабаритных показателей предлагается заменить дроссель включенный между сетью и параллельным активным фильтром на последовательный активный фильтр (рис. 2.1) и применить новый принцип управления. Эти изменения позволили обеспечить высокое качество выходного напряжения независимо от формы напряжения питающей сети (возможно подключение нагрузки через регулятор непосредственно к выходу инвертора) с одновременной фильтрацией токов высших гармоник и компенсацией реактивной мощности нагрузки.
Рис. 2.1. Принципиальная схема универсального регулятора качества
электроэнергии
Активные фильтры (АФ) выполнены по схеме преобразователя переменного/постоянного тока с общим накопителем энергии на стороне постоянного тока. Согласно терминологии МЭК [50] это преобразователь, способный работать в режиме выпрямителя или инвертора, при использовании