MENU

E-pismo dla elektryków i elektroników
AUTOMATYKA, ELEKTRYKA, ZAKŁÓCENIA

vol. 5, nr 2 (16) 2014

Publ. 30 września 2014

Moce i kompensacja w obwodach z odkształconymi i niesymetrycznymi przebiegami prądu i napięcia Część 7. Strategie sterowania kompensatorów kluczujących

Powers and Compensation in Systems with Nonsinusoidal Voltages and Currents Part 7. Control Strategies of Switching Compensators

prof. dr hab. inż. Leszek S. CZARNECKI

s. 44-54 DOI: 10.17274/AEZ.2014.16.03

Abstract

Power electronics devices are the main sources of the current and voltage distortion in distribution systems, but at the same time, power electronics based switching compensators can reduce this distortion along with the reactive and unbalanced currents. Various objective of compensation and various control algorithms of switching compensators, based on the CPC-based power theory, are discussed in this paper. A control algorithm based on the Instantaneous Reactive Power p-q Theory is presented as well.

Streszczenie

Urządzenia energoelektroniczne są z jednej strony głównymi źródłami odkształceń przebiegów prądu i napięcia w systemach dystrybucyjnych, a z drugiej, takie właśnie urządzenia – energoelektroniczne kompensatory kluczujące mogą te odkształcenia skutecznie redukować, kompensując jednocześnie prąd bierny i symetryzując prądy zasilania. W niniejszym artykule omówione są różne cele kompensacji oraz różne algorytmy sterowania kompensatorów kluczujących, oparte na teorii składowych fizycznych prądu (ang. Currents’ Physical Components, CPC). W artykule omówiono także algorytm sterowania oparty na teorii chwilowej mocy biernej p-q (ang. Instantaneous Reactive Power p-q Theory, IRP p-q).

Keywords

switching compensators, unbalanced currents, CPC Theory

Słowa kluczowe

kompensatory kluczujące, niesymetryczne przebiegi, teoria CPC

Rys. / Fig.

Bibliografia / Bilbiography

[1] Ch.P. Steinmetz (1917), ''Theory and calculation of electrical apparatur'', McGraw-Hill Book Comp., New York.
[2] S. Fryze, (1931), ”Moc rzeczywista, urojona i pozorna w obwodach elektrycznych o przebiegach odkształconych prądu i napięcia”, Przegląd Elektrotechniczny, z. 7, 193-203, z. 8, 225–234, 1931, (1932): z. 22, 673–676.
[3] G. Klinger, (1979), “LC Kompensation und symmetirung für Mehrphasensysteme mit belibigen Spanungsverlauf”, ETZ Archiv, H.2, pp. 57–61.
[4] E. Miller, (1982), ''Reactive power control in electric systems'', John Willey & Sons, 1982.
[5] H. Akagi, Y. Kanazawa, A. Nabae, (1984), “Instantaneous reactive power compensator comprising switching devices without energy storage components”, IEEE Trans. IA, 1984, IA-20, No. 3, pp. 625–630.
[6] H. Akagi, A. Nabae, (1993), “The p-q theory in three-phase systems under nonsinusoidal conditions”, European Trans. on Electrical Power, ETEP, 1993, Vol. 3, No. 1, pp. 27-31.
[7] L.S. Czarnecki, (2004), ”On some misinterpretations of the Instantaneous Reactive Power p-q Theory”, IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 19, No. 3, pp. 828–836.
[8] L.S. Czarnecki, H.L. Ginn, (2005), “The effect of the design method on efficiency of resonant harmonic filters,“ IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 20, No. 1, pp. 286–291.
[9] L.S. Czarnecki, (2005), ''Moce w Obwodach Elektrycznych z Niesinusoidalnymi Przebiegami Prądów i Napięć'', Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
[10] H.L. Ginn, G. Chen, (2008), “Switching compensator control strategy based on CPC power theory”, Przegląd Elektrotechniczny, Vol. 84, No. 6, pp. 23–27.
[11] L.F. Monteiro, J.L. Alfonso, J.G. Pinto, E.M. Watanabe, M. Aredes, H. Akagi, (2009), “Compensation algorithms based on the p-q and CPC theories for switching compensators in micro-grids”, Proc. of COBEP 09 Power Electronics Conference, Brazilian DOI: 10.1109/ COCEP.2009.5347593, pp. 32–40.
[12] L.S. Czarnecki, (2009), “Effect of su pply voltage harmonics on IRP-based switching compensator control”, IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 24, No. 2, pp. 483–488.
[13] L.S. Czarnecki, (2010), ”Effect of supply voltage asymmetry on IRP p-q - based switching compensator control”, IET Proc. on Power Electronics, Vol. 3, No. 1, pp. 11–17.
[14] L.S. Czarnecki, (2011), ”Moce i kompensacja w obwodach z odkształconymi przebiegami prądu i napięcia, Część. 3 Składowe Fizyczne Prądu w obwodach z odbiornikami generującymi harmoniczne”, e-pismo on-line: Automatyka, Elektryka, Zakłócenia, Vol. 1, No. 3, pp. 44-54, www.epismo-aez.pl.
[15] L.S. Czarnecki, (2011), ”Moce i kompensacja w obwodach z odkształconymi przebiegami prądu i napięcia, Część. 5. Robocza, odbita i szkodliwa moc czynna”, e-pismo on-line: Automatyka, Elektryka, Zakłócenia, Vol. 5, No. 5, pp. 100-108., www.epismo-aez.pl.
[16] L.S. Czarnecki, (1912), “Working, reflected and detrimental active powers”, IET on Generation, Transmission and Distribution, Vol. 6, No. 3, pp. 223–239.
[17] L.S. Czarnecki, (2013) “Uwagi o terminie “jakość energii””, e-pismo on-line: Automatyka, Elektryka, Zakłócenia, No. 2, pp. 6-9, 2013, www.epismo-aez.pl.
[18] L.S. Czarnecki, (2014), ”Moce i kompensacja w obwodach z odkształconymi przebiegami prądu i napięcia, Część. 6. Moce i kompensacja reaktancyjna w układach trójfazowych z przewodem neutralnym”, e-pismo on-line: Automatyka, Elektryka, Zakłócenia, No. 1, pp. 48–58, www.epismo-aez.pl.
[19] L.S. Czarnecki, (2014), “Constraints of the Instantaneous Reactive Power p-q Theory”, (w druku), IET Power Electronics.