СОСТАВЛЯЮЩИЕ МОЩНОСТИ СУММАРНЫХ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ПРОСТРАНСТВЕННЫХ PQR КООРДИНАТАХ

George G. Zhemerov, D. V. Tugay

Анотація


Мета. Метою статті є отримання співвідношень для визначення складових сумарної потужності втрат з використанням p-q-r теорії потужності для трифазних чотирипровідних систем електропостачання, що однозначно зв'язують чотири компоненти: мінімально можливу потужність втрат; потужність втрат, обумовлену реактивною потужністю; потужність втрат, обумовлену пульсаціями миттєвої активної потужності; потужність втрат, обумовлену протіканням струму в нульовому проводі. Методика. Для проведення досліджень використовувалися положення p-q-r теорії потужності, теорія електричних кіл, математичне моделювання в пакеті Matlab. Результати. Отримано точне розрахункове співвідношення, що дозволяє визначати сумарну потужність втрат у трифазній системі електропостачання через три складові, відповідні проекціям узагальнених векторів струму і напруги на осі pqr системи координат. Наукова новизна. Вперше встановлено математичний зв'язок між просторовим векторним поданням миттєвих величин і складовими потужності сумарних втрат в трифазних чотирипровідних системах електропостачання. Практичне значення. Використання запропонованої методики дозволить створити вимірювальний прилад для визначення поточного значення складових потужності сумарних втрат в трифазних системах, що оперує вимірювальною інформацією про миттєві значення струмів і напруг.


Ключові слова


система електропостачання; p-q-r теорія потужності; мінімально можливі втрати; потужність сумарних втрат; Matlab-модель трифазної системи електропостачання

Повний текст:

PDF ENG (English) PDF RUS (Русский)

Посилання


1. Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A. Generalized theory of the instantaneous power in three phase circuits. Int. Power Electronics Conf., Tokyo, Japan, 1983, pp. 1375-1386.

2. Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A. Instantaneous reactive power compensators comprising switching devices without energy storage components. IEEE Transactions on Industry Applications, 1984, vol.IA-20, no.3, pp. 625-630. doi: 10.1109/TIA.1984.4504460.

3. Nabae A., Tanaka T. A new definition of instantaneous active-reactive current and power based on instantaneous space vectors on polar coordinates in three-phase circuits. IEEE Transactions on Power Delivery, 1996, vol.11, no.3, pp. 1238-1243. doi: 10.1109/61.517477.

4. Czarnecki L.S. What is wrong with the Budeanu concept of reactive and distortion power and why it should be abandoned. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 1987, vol.IM-36, no.3, pp. 834-837. doi: 10.1109/TIM.1987.6312797.

5. Czarnecki L.S. Misinterpretations of some power properties of electric circuits. IEEE Transactions on Power Delivery, 1994, vol.9, no.4, pp. 1760-1769. doi: 10.1109/61.329509.

6. Ghassemi F. Should the theory of power be reviewed? L’energia electrica, 2004, vol.81, pp. 85-90.

7. Peng F.Z., Ott G.W., Adams D.J. Harmonic and reactive power compensation based on the generalized instantaneous reactive power theory for three-phase four-wire systems. IEEE Transactions on Power Electronics, 1998, vol.13, nо.6, pp. 1174-1181. doi: 10.1109/63.728344.

8. Afonso J., Couto C., Martins J. Active filters with control based on p-q theory. IEEE Industrial Electronics Society Newsletter, 2000, vol.47, no.3, pp. 5-10.

9. Soares V., Verdelho P., Marques G.D. An instantaneous active and reactive current component method for active filters. IEEE Transactions on Power Electronics, 2000, vol.15, no.4, pp. 660-669. doi: 10.1109/63.849036.

10. Kim H.S., Akagi H. The instantaneous power theory on the rotating p-q-r reference frames. Proceedings of the IEEE 1999 International Conference on Power Electronics and Drive Systems. PEDS'99 (Cat. No.99TH8475), 1999, pp. 422-427. doi: 10.1109/PEDS.1999.794600.

11. Shidlovskii A.K. Tranzistornye preobrazovateli s uluchshennoi elektromagnitnoi sovmestimost'iu [Transistor converters with improved electromagnetic compatibility]. Kiev, Naukova Dumka Publ., 1993. 272 p. (Rus).

12. Mykhal's'kyy V.M. Zasoby pidvyshchennya yakosti elektroenerhiyi na vkhodi i vykhodi peretvoryuvachiv chastot iz shyrotno-impul'snoyu modulyatsiyeyu [Means improve power quality input to output frequency converters with pulse-width modulation]. Kiev, Instytut elektrodynamiky NAN Ukrayiny Publ., 2013. 340 p. (Ukr).

13. Zhemerov G.G., Tugay D.V. Physical meaning of the «reactive power» concept applied to three-phase energy supply systems with non-linear load. Elektrotekhnіka і elektromekhanіka – Electrical engineering & electromechanics, 2015, no.6, pp. 36-42. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2015.6.06.

14. Zhemerov G.G., Tugay D.V. An universal formula clarification to determine the power losses in the three-phase energy supply systems. Visnyk NTU «KhPІ»Bulletin of NTU «KhPІ», 2015, no.12, pp. 339-343. (Rus).

15. Artemenko M.Yu., Batrak L.M., Mykhalskyi V.M., Polishchuk S.Y. Analysis of possibility to increase the efficiency of three-phase four-wire power system by means of shunt active filter. Tekhnichna elektrodynamika – Technical electrodynamics, 2015, no.6, pp. 12-18. (Ukr).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.     Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A. Generalized theory of the instantaneous power in three phase circuits // Int. Power Electronics Conf., Tokyo, Japan. – 1983. – pp. 1375-1386.


2.     Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A. Instantaneous reactive power compensators comprising switching devices without energy storage components // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1984. – vol.IA-20. – no.3. – pp. 625-630. doi: 10.1109/TIA.1984.4504460.


3.     Nabae A., Tanaka T. A new definition of instantaneous active-reactive current and power based on instantaneous space vectors on polar coordinates in three-phase circuits // IEEE Transactions on Power Delivery. – 1996. – vol.11. – no.3. – pp. 1238-1243. doi: 10.1109/61.517477.


4.     Czarnecki L.S. What is wrong with the Budeanu concept of reactive and distortion power and why it should be abandoned // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. – 1987. – vol.IM-36. – no.3. – pp. 834-837. doi: 10.1109/TIM.1987.6312797.


5.     Czarnecki L.S. Misinterpretations of some power properties of electric circuits // IEEE Transactions on Power Delivery. – 1994. – vol.9. – no.4. – pp. 1760-1769. doi: 10.1109/61.329509.


6.     Ghassemi F. Should the theory of power be reviewed? // L’energia electrica. – 2004. – vol.81. – pp. 85-90.


7.     Peng F.Z., Ott G.W., Adams D.J. Harmonic and reactive power compensation based on the generalized instantaneous reactive power theory for three-phase four-wire systems // IEEE Transactions on Power Electronics. – 1998. – vol.13. – nо.6. – pp. 1174-1181. doi: 10.1109/63.728344.


8.     Afonso J., Couto C., Martins J. Active filters with control based on p-q theory // IEEE Industrial Electronics Society Newsletter. – 2000. – vol.47. – no.3. – pp. 5-10.


9.     Soares V., Verdelho P., Marques G.D. An instantaneous active and reactive current component method for active filters // IEEE Transactions on Power Electronics. – 2000. – vol.15. – no.4. – pp. 660-669. doi: 10.1109/63.849036.


10.  Kim H.S., Akagi H. The instantaneous power theory on the rotating p-q-r reference frames // Proceedings of the IEEE 1999 International Conference on Power Electronics and Drive Systems. PEDS'99 (Cat. No.99TH8475). – 1999. – pp. 422-427. doi: 10.1109/PEDS.1999.794600.


11.  Шидловский А.К. Транзисторные преобразователи с улучшенной электромагнитной совместимостью. К.: Наук. думка, 1993. – 272 с.


12.  Михальський В.М. Засоби підвищення якості електроенергії на вході і виході перетворювачів частот із широтно-імпульсною модуляцією. – К.: Інститут електродинаміки НАН України, 2013. – 340 с.


13.  Жемеров Г.Г., Тугай Д.В. Физический смысл понятия «реактивная мощность» применительно к трехфазным системам электроснабжения с нелинейной нагрузкой // Електротехніка і електромеханіка. – 2015. – №6. – С. 36-42.


14.  Жемеров Г.Г., Тугай Д.В. Уточнение универсальной формулы для определения мощности потерь в трехфазных системах электроснабжения // Вісник НТУ «ХПІ». – 2015. – №12. – С. 339-343.


15.  Артеменко М.Ю., Батрак М.Л., Михальський В.М., Поліщук С.Й. Аналіз можливості збільшення ККД трифазної чотирипровідної системи живлення засобами паралельної активної фільтрації // Технічна електродинаміка. – 2015. – №6. – С. 12-18.





DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2016.2.02

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2016 George G. Zhemerov, D. V. Tugay


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)