Способ динамической компенсации неактивных составляющих мощности

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройс гвамч омпенсйции неактивных составляющих мощности, и может найти применение в системах энергоснабжения электротехнических и энергетических цепей с искажающими нагрузками длч повышения эффективности передачи и качества потребления электроэнергии при любых формах кривых тока и напряжения, Целью изобретения является повышение качества компенсации неактивных состаел°ющих мощности по току в узле или напряжению в контуре при несинусоидальных энергопроцессах. Измеряют мгновенные значени) гсгса i(t) нагрузки и напряжения U(t) источи го или напряжения U(t) нагрузки и тока l(t) источника при работе источника в режиме генератора ЭДС или генератора тока, которые раскладывают на гармонические составляющие li(t) и Ux(t) с последующим сдвигом на четверть периода собственных частот получая сопряженные гармоники k(t) и Oi(t), выделяют одноименные(К L) и отсутствующие в спектре напряжения источника гармоники тока нагрузки или гармоники напряжения нагрузки отсутствующие в спектре тока источника при компенсации по току в узле и 1 и напряжению в контуре, фосмитуют сигнал тока и0м(0 или напряжени.я Кксм(т) компенсации 1к0м(0 .V 2 )lL(thUK(t)lL(t)hV K LU (t) + U (t) L(t), uOM(t) 2 l°K(t) IL(t) (t)+TL (t) сл с: -UK(T)L(t)U (t) который приводя к уроьь ю тока (напряжения) питающей сети и генерируют в сеть. 2 ил. VJ О Ю СО ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<чу Н 02 J 3/18

ГОСУДАРCTBЕННЫй КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОГИИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРГКСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

4 с

ЬЗ ф» (21) 4702641/07 (22) 09,06.89 (46) 30.12,91. 6erl. N 48 (71) Институт проблем энергосбережения

АН УССР (72) А. 8. Новосельцев, M. Т. Стрелков., B О. Костяк и 8. Г, Загурский (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К 1550592, кл, Н 02 J 3/18, 1988.

Авторское свидетельство СССР

М 1624528, кл. Н 02 J 3/18, 1988. (54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОЙ KOMflEHСАЦИИ НЕАКТИВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ

МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам. компенсации неактивных составляющих мощности, и может найти применение в системах энергоснабжения электротехнических и энергетических цепей с искажающими нагрузками для повышения эффективности передачи и качества потребления электроэнергии при любых формах кривых тока и напряжения.

Целью изобретения является повышение качества компенсации неактивных составляющихх мощности по току в узле или напряжению в контуре при несинусоидальных энергопроцессах. Измеряют мгновенные

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам компенсации неактивных составляющих мощности, и может быть использовано в системахэнергоснабжения электротехнических и энергетических цепей с искажающими нагрузками для повышения эффективности передачи и потребления электроэнергии при любых формах кривых тока и напряжения.

„„Я,3 ÄÄ i УО2482 А1 значения toa i(t) нагрузки и напряжения

U(t) источника или напряжения U(t) нагрузки и тока i(t) источника при работе источника в режиме генератора ЗДС или генератора тока, которь;е раскладывают.на гармонические составляющие iL(t) и Ug(t) с последующим сдвигом на четверть периода собственных частот. получая сопряженл ные гармоники it(t) и Lly(t), выделяют одноименные (К= L) и отсутствующие в спектре напряжения источника гармоники тока нагрузки или гармоники напряжения нагрузки, отсутствующие в спектре тока источника при компенсации по току в узле или напряжению в контуре, форм и руют сигHRfl To KB Igo (l) или на п ряжения Ui c (t) компенсации 1„©,(ф=

-- - - -; — (u jBi Щ-О к(т) (1))-

"Ок (t)+U: (t) ()

)ь !t л

Ь оч(t) — g 2 (Uy(t) () i (t)+ il. (t) -UK(t)iL(t)) —,) . U «(t), который приводят к

К 4 уровню тока (напряжения) питающей сети и генерируют в сеть. 2 ил, Цель изобретения — повышение качества компенсации неактивных составляющих мощности по току в узле или напряжению в контуре при несинусоидальных энергопроцессах, На фиг. 1 приведена структурная схема устройства поперечной компенсации по току в узле; на фиг, 2 — структурная схема паратора 35, по входам связанного с выходами сумматора 32 и генератора 36 модулирующей функции, а по выходам через усилитель 28 — с информационными входами усилителя 23.

Устройство поперечной компенсации по току в узле, реализующее способ динамической компенсации неактивных составляющих мощности, работает следующим образом.

Датчики напряжения 1 и тока 2 измеряют напряжения, пропорциональные мгновенным значениям напряжения и".,точника

U(t) и тока нагрузки l(t), Измеренные сигналы поступают на входы активных фильтров гармоник 3 и 4, на выходах которых формируются гармонические составляющие напряжения. источника Uy(t) (К= 1,й) и тока нагрузки l(t) (L=1,m). Схема 5 сравнения анализирует спектральный состав измеренных сигналов и управляет коммутатором 6, который по и каналам пропускает одноименные с напряжением гармоники тока на входы и каналов ФСУ 8 и умножителя 14, à lIo (m — и) каналам — разноименные с напряжением гармоники на входы сумматора 17. Умно>кители 9, 10, 13, 14. 16, сумматоры 11 и t5 и делитель 12 в каждом из и своих каналов формируют сигналы л

Р к(т) i()-UI.(t) ll(t)j

"к {t) + U< {t) i1) при K=L, где сдвиг гармоник Uy(t), lI(t) на четверть периода собственных частот реализуют фазосдвигающие устройства 7 и 8.

Сумматор 18 осуществляет сложение функций на и выходах умножителя 16, а сумматор

17 — сложение несовпадающих с напряжением гармоник тока. Разность полученных сумм определяет сумматор 19, в результате чего на сумматор 26 поступает сигнал, формализуемый выражением (1), В процессе работы устройства трансфор.втор 20, выпрямитель 21 и фильтр 22 обеспечивают двуполярное питание усилителя 23, работающего в ключевом режиме, сглаживание выходного тока которого осуществляет дроссель 24. При формировании сигнала управления усилителем 23 датчик

25 тока с коэффициентом трансформации, равным коэффициенту трансформации датчика 2 тока измеряет мгновенные значения напря>кения, пропорциональные току компенсации, Сумматор 26 определяет рассогласование между управляющим и сформированным сигналами тока компенсации. Компаратор 27 из сигнала рассогласования формирует две инверсные

40 импульсные по:.,зловательности по закону

ШИР. Усилител, 28 обеспечивает необходимую мощность сигналов управления. Ключевой усилитель 23 с дросселем фильтра 24 формируют кривую —î,êà,,повторяющую по форме управляющий сигнал на суммирующем входе сумматооа 26, который генериру. от в питающую сеть, Устрой-.тво продольной компенсации по напряжению в контуре, реализующее способ динамической компенсации неактивных составляющих мощности. работает следующим образом.

Датчики тока 1 и напряжения 2 измеряют напря>кения, пропорциональные мгновенным значениям тока источника l(t) и напряжения нагрузки U(t). Измеренные сигналы поступают на входы активных фильтров гармоник 3 и 4, каждый из каналов которых выделяет ту или иную гармонические составляющие тока источника II (t)

jL= 1,n) или напряжения нагрузки UK(t) (К=Тлй), реализуя тем самым разложение в ряд Фурье, Схема 5 сравнения анг визирует спектральный состав измеренных сигналов и управляет коммутатором, который по и каналам пропускает одноименные с током гармоники напряжени. на входы и каналов фазосдвигающего устройства 8 и умножителя 14, а по (п1 — и) каналам — разноименные с током гармоники на входы сумматора 17.

ФСУ 7 и 8 осуществляют сдвиг одноименных гармоник тока и напряжения на четaерть периода собственных частот.

Умножители 9, 10, 13, 14, 16, сумматоры 11 и 15 и делитель 12 в каждом из и своих каналов (pîðìèðóíò сигналы

IUк(!) I(t)-Uк(с) Дт))

2 2 I { ) + II (т.) при K=L. Сумматор 18 осуществляет сложение функций со ВсВх п выходов умножителя

16, асумматор17 — сложение несовпадающих с током напряжений гармгчик. Разность полученных сумм определяет сумматор 19, в результате чего на сумматор 34 поступает сигнал, функция которого соответствует (пропорциональна) напряжению компенсации, Б процессе работы устройства выпрямитель 21 и фильтр 22 обеспечивают двуполярное питание усилителя 23, работающего в ключевом режиме, сглаживание выходного íàпря>кания которого осуществляет фильтр 29. При формировании сигнала управления усилителем 23 выпрямитель 30 и фильтр 31 преооразуют переменное напря1702 182 жение, пропорциональное мгновенным значениям напряжения нагрузки, в постоянное. Выпрямитель 21 и датчик 33 напряжения преобразуют переменное напряжение на зажимах источника в про- 5 порциональное постоянное, где коэффициент деления датчика 33 равен коэффициенту трансформации датчика 2, Сумматор 32 вычисляет разность постоянных напряжений на выходах да чиков 31 и 33, которая сумми- 10 руется с напряжением, пропорциональным напряжению компенсации, посредством сумматора 34, Это позволяет учесть рассогласование напряжений источника и потребителя, что является важным при 15 формировании управляющего сигнала усилителем 23 по закону широтно-импульсной модул я ции. Модуля цию реализует компара" тор 35, на первый вход которого поступает сигнал напряжения компенсации с учетом 20 рассогласования напряжений источника и нагрузки, а на второй — сигнал генератора

36 модулирующей функции, частота которого в 6 — 8 раз превышает частоту максимальной учитываемой гармоники напряжения 25 нагрузки, Промодулированный сигнал через усилитель 28, обеспечивающий необходимую мощность сигнала управления, поступает на информационные входы усилителя 23, В питающую сеть напряжение 30 компенсации генерируется посредством трансформатора 20 нап|ряжения.

Предлагаемый способ динамической компенсации позволяет повысить качество 35 потребляемой энергии и компенсировать неактивные составляющие мощности при несинусоидальных энергопроцессах как г о току в узле, так и напря>кению в контуре.

Формула изобретения

Способ динамической компенсации неактивных составляющих мощности по ТоКУ в узле или напряжению вконтуре,,заключающийся в том, что измеряют напряжения, поопорциональные мгновенным значениям тока l(t) нагрузки и напряжения U(t) источника или напряжения U(t) нагрузки и тока i(t) источника при работе источника соответственно в реж. ме генератора ЭДС или енератора тока, которые раскладывают на гармонические составляющие ic(t), Uz(t) ". последующим сдвигом на четверть периода собственных частот, получая сопряженные гармоники iL(t), UK(t), и генерируют,в питающую сеть ток 1«ом(т) или напряжение U« (t) компенсации, отличающийся тем, что, с целью повышения качества компенсации неактивных составляющих могцности по току в узле или напряжению в контуре при несинусоидальных энергопроцессах, выделяют одноим, нные (K=L) и отсутствующие в

cAGKYp8 напряжения источника гармоники тока нагрузки (L > К) при компенсации по току в узле или отсутствующие в спектре тока источника гармоники напряжения нагрузки (К > L)п:ри компенсации по напряжению в контуре, формируют сигнал тока или напряжения компенсации коь4 (Окф.(т -Щ1)! ())-, >, 1 (т), Оком(1) g (.ФК(t) iф) it. ()+ iL (t) -ЖЭ (Ф- Х Ок().

К е - L который приводят к уровню питающей сети. t702482

ЧУашпо.Мш йо