Схематические решения активной фильтрации кривой тока в четырехпроводной трехфазной сети для обеспечения качества электрической энергии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Долингер Станислав Юрьевич, Горюнов Владимир Николаевич, Планков Александр Анатольевич, Сидоров Олег Алексеевич

Данная статья посвящена проблеме качества электроэнергии , которой в последнее время стали уделять всё больше внимание. Рассмотрены три различные схемы активных фильтров для четырехпроводной трехфазной сети. Изложена проблема дисбаланса напряжения на конденсаторах активного фильтра при схеме с разделенными конденсаторами. В статье представлено схематическое решение активного фильтра , которое позволяет решить проблему дисбаланса напряжения . При этом остается возможность независимого управления плечами силового моста, используя при этом простой и быстрый алгоритм управления на основе теории мгновенной мощности.

Schemes of active filtering of current in four-wire three-phase network for improving power quality

This paper is devoted to the problem of power quality that is paid more and more attention. Three schemes of active filters for four-wire threephase network are considered. The problem of unbalanced voltage on capacitors of the active filter is considered with the scheme with separated capacitors. In the paper it is presented the scheme of the active filter solving the problem of unbalanced voltage. Thus, there is a possibility of independent control of the power bridge shoulders. This will allow to create simple and fast algorithm of control on the basis of the theory of instant power.

Текст научной работы на тему «Схематические решения активной фильтрации кривой тока в четырехпроводной трехфазной сети для обеспечения качества электрической энергии»

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК №3 (103) 2011

С. Ю. ДОЛИНГЕР В. Н. ГОРЮНОВ А. А. ПЛАНКОВ О. А. СИДОРОВ

Омский государственный технический университет Омский государственный университет путей сообщения

СХЕМАТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ АКТИВНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ КРИВОЙ ТОКА В ЧЕТЫРЕХПРОВОДНОЙ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ_______________________________

Данная статья посвящена проблеме качества электроэнергии, которой в последнее время стали уделять всё больше внимание. Рассмотрены три различные схемы активных фильтров для четырехпроводной трехфазной сети. Изложена проблема дисбаланса напряжения на конденсаторах активного фильтра при схеме с разделенными конденсаторами. В статье представлено схематическое решение активного фильтра, которое позволяет решить проблему дисбаланса напряжения. При этом остается возможность независимого управления плечами силового моста, используя при этом простой и быстрый алгоритм управления на основе теории мгновенной мощности.

Ключевые слова: качество электроэнергии, активная фильтрация, активный фильтр, дисбаланс напряжения.

Вопросу качества электрической энергии в последнее время стали уделять всё большее внимание [1]. Искажения напряжения, связанные с несину-соидальностью и несимметрией токов, стали наиболее серьезной проблемой для распределительных электросетей. Наличие высших гармоник в трехфазных сетях приводит к таким последствиям, как увеличение потерь, снижение номинальных параметров оборудования, взаимовлияние между источниками и нагрузками, снижение общей стабильности энергосистемы и сужение области устойчивости работы энергосистемы, а также к другим проблемам, связанным с реактивной энергией и резонансными явлениями [2].

В последние годы большое внимание уделялось устройствам с активной фильтрацией, позволяющим решить проблему несинусоидальности и несиммет-рии тока нагрузки, а также способным компенсировать реактивную мощность. В этих фильтрах широкое распространение получили две схемы инвертора, а именно: полный мост с четырьмя плечами, (1:оиг-1ед1:и11-Ьп<Зде — РЬРБ), и с тремя плечами и разделённым конденсатором (Шгее-1ед8рШ;-сарас11;ог — ТЬБС). Эти схемы были представлены в начале 90-х [3], и с тех пор появилось большое количество публикаций по теории управления данными устройствами [4 — 7]. Инвертор со схемойРЬББ показывает лучшую управляемость благодаря большему числу силовых ключей, но требует применение более сложных алгоритмов управления. ИнверторТЬБС, имея меньшее число силовых ключей, позволяет уп-

равлять каждым плечом независимо, тем самым используя более простую систему управления, чем предыдущая схема. Но в этом случае ток нулевой последовательности полностью проходит через конденсаторы активного фильтра, следствием чего является неравномерное распределение напряжения на конденсаторах, что, в свою очередь, негативно сказывается на качестве активной фильтрации.

Рассмотрим более подробно схему инвертора ТЬБС (рис. 1). В данной схеме все три плеча работают независимо друг от друга. Изменение напряжения звена постоянного тока в инверторе при условии, что иС1> 0 и иС2<0, можно описать следующими уравнениями:

1Р = _! (в • ис + и5). ис =- !бг • Гр,

где ЬР — индуктивность фильтра, считаем одинаковой для всех трех ветвей, а также С=С2=С, и

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎