Energoelektroniczny kompensator prądu nieaktywnego
Idea kompensacji. Element G, konduktancja zastępcza obciążenia, związana jest z mocą aktywną. Hipotetyczny element N związany jest ze składową nieaktywną prądu obciążenia Rys. A. Szromba
Praca obciążenia elektrycznego związana jest z pobieraniem energii ze źródła. Energię tę można rozdzielić na dwie składowe, definiowane w kategoriach mocy: moc aktywną, pokrywającą pracę obciążenia, związaną ze składową prądu zasilającego zwaną prądem aktywnym (rys. 1., prąd ia), oraz moc nieaktywną, związaną ze składową nieaktywną prądu, rys. 1., prąd iq). Prąd nieaktywny można dzielić na kolejne składowe, wynikające np. z przyczyn jego powstawania czy spójności z metodą jego redukcji.
Zobacz także
ASTAT Sp. z o.o. Wykonywanie pomiarów w przemyśle i energetyce zawodowej analizatorami przenośnymi PQ-Box
Dobra jakość zasilania charakteryzuje się tym, że napięcie sieciowe faktycznie docierające do odbiorcy odpowiada napięciu sieciowemu obiecanemu przez zakład energetyczny.
Dobra jakość zasilania charakteryzuje się tym, że napięcie sieciowe faktycznie docierające do odbiorcy odpowiada napięciu sieciowemu obiecanemu przez zakład energetyczny.
ASTAT Sp. z o.o. Komunikacja zdalna ze stacjonarnymi analizatorami jakości energii PQI-DA Smart
Coraz częściej podnoszonym tematem w zakresie sieci elektroenergetycznych każdego poziomu napięć oraz instalacji przemysłowych jest jakość energii elektrycznej. Jakość ta określana jest przede wszystkim...
Coraz częściej podnoszonym tematem w zakresie sieci elektroenergetycznych każdego poziomu napięć oraz instalacji przemysłowych jest jakość energii elektrycznej. Jakość ta określana jest przede wszystkim przez dwa dokumenty. Pierwszy to norma PN-EN 50160:2010 Parametry napięcia zasilającego w publicznych sieciach elektroenergetycznych. Drugi to Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 22 marca 2023 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (Dz.U. 819).
WAGO ELWAG Sp. z o.o. Transformacja energetyczna z wykorzystaniem produktów WAGO
Wytwarzanie, dystrybucja, magazynowanie i zużycie energii – tylko współdziałanie wszystkich podmiotów odpowiedzialnych za te działania sprawi, że transformacja energetyczna stanie się możliwa. Wraz ze...
Wytwarzanie, dystrybucja, magazynowanie i zużycie energii – tylko współdziałanie wszystkich podmiotów odpowiedzialnych za te działania sprawi, że transformacja energetyczna stanie się możliwa. Wraz ze wzrostem stopnia rozproszenia i wahań w produkcji energii instalacje wchodzące w skład systemu energetycznego muszą być zintegrowane w ramach jednej inteligentnej sieci energetycznej. WAGO oferuje rozwiązania, które wspierają ten proces zarówno wśród wytwórców, dostawców, jak i odbiorców energii.
W artykule:• Idea kompensacji prądu nieaktywnego• Obwód jednofazowy • Identyfikacja prądu nieaktywnego obciążenia • Struktura kompensatora i przykłady kompensacji |
Moc nieaktywna jest skutkiem niekompatybilności obciążenia i źródła. Należy przez to rozumieć odmienność kształtu, wzajemne przesunięcie oraz – w układach trójfazowych – asymetrię napięć linii i/lub prądów obciążenia. Występowanie mocy nieaktywnej powoduje potrzebę przewymiarowania systemu zasilającego. W jej obecności rosną też straty energii związane z jej przesyłem. Również przebiegi napięć i prądów zasilających mogą być odkształcone, co może powodować wadliwą pracę urządzeń elektrycznych. Wobec rosnącej liczby urządzeń o charakterystykach nieliniowych/niestacjonarnych, na przykład sprzętu komputerowego, sprzętu audio/wideo, wyładowczych i półprzewodnikowych źródeł światła czy wreszcie różnego typu ładowarek, jest to problem narastający. Należy spodziewać się ustanowienia restrykcyjnych uregulowań technicznych i ekonomicznych, ograniczających te zjawiska. Kompensacja prądu nieaktywnego wiąże się również z działaniem proekologicznym, ponieważ umożliwia zmniejszenie konsumpcji energii pierwotnej, zużywanej w generatorach energii elektrycznej.
Redukcja mocy nieaktywnej dokonywana jest przez redukcję prądu nieaktywnego. W tym celu można użyć odpowiednio sterowanego źródła prądu, nazywanego energetycznym równoległym filtrem aktywnym lub kompensatorem prądu nieaktywnego (rys. 1.). Prąd nieaktywny jest neutralizowany poprzez kompensację, czyli równoważenie go przebiegiem odwróconym. W efekcie redukowane są straty energii w linii oraz poprawiane są kształty przebiegów prądu i napięcia.
Rys. 1. Idea kompensacji. Element G, konduktancja zastępcza obciążenia, związana jest z mocą aktywną. Hipotetyczny element N związany jest ze składową nieaktywną prądu obciążenia
Idea kompensacji prądu nieaktywnego
Kompensacja może być prowadzona przy użyciu różnych środków technicznych, od filtrów LC aż po złożone urządzenia energoelektroniczne, [4], [6]. W celu klasyfikacji metod kompensacji dogodnie jest podzielić obwody elektryczne na liniowe/nieliniowe oraz jednofazowe/trójfazowe. Wobec wzrastającego znaczenia źródeł fotowoltaicznych, ogniw paliwowych, a także różnego rodzaju akumulatorów, celowe może być uwzględnienie obwodów zasilanych napięciem stałym.
Obwód jednofazowy o przebiegach sinusoidalnych
W obwodzie jednofazowym o przebiegach sinusoidalnych pojawienie się prądu nieaktywnego, a tym samym mocy nieaktywnej, związane jest z obecnością elementów reaktancyjnych. W takim przypadku moc nieaktywna występuje pod nazwą mocy biernej (rys. 2. i 3.).
Rys. 2. Obwód o przebiegach sinusoidalnych z nieaktywnym prądem indukcyjnym. Przebiegi na rysunku: SEM napięcia zasilania: (1), napięcie na obciążeniu: (2), prąd linii/obciążenia: (3)
Rys. 3. Obwód o przebiegach sinusoidalnych ze skompensowanym prądem nieaktywnym. Przebiegi na rysunku: SEM napięcia zasilania: (1), napięcie na obciążeniu: (2), prąd linii: (3)
Dla pokazanego przykładu wartość skuteczna napięcia zasilającego (1) wynosi Esin = 230 V, napięcie (2) na obciążeniu ULR = 206 V, a prąd zasilający (3) ILINIA = 32,4 A. Moc czynna obciążenia PR = 4715 W, a moc pozorna S = ULR · ILINIA = 6674 V A. Współczynnik wynosi PF = P/S = 0,71. Straty mocy w linii, na rezystancji RLINIA, wynoszą 1045 W.
Na rysunku 3. przedstawiono układ oraz efekt kompensowania prądu nieaktywnego obciążenia w linii zasilającej. W omawianym przykładzie wystarczające jest użycie w roli kompensatora kondensatora, oznaczonego na rysunku CCOMP. Obciąża on linię dodatkowym prądem o amplitudzie równej, oraz o fazie przeciwnej, względem składowej nieaktywnej prądu obciążenia.
Dla układu z kompensacją (rys. 3.) napięcie (1) oczywiście pozostaje bez zmian. Napięcie (2) na obciążeniu wzrosło do ULR = 207 V, a prąd zasilający (3) zmniejszył się do ILINIA = 23 A. Moc czynna wzrosła do PR = 4761 W, a pozorna zmalała do S = 4761 VA. Współczynnik mocy wzrósł do PF = 1. Straty mocy w linii uległy redukcji i wynoszą 529 W. Użycie kompensatora spowodowało spadek obciążenia linii, wzrost napięcia zasilającego oraz zmniejszenie energii traconej podczas jej transmisji do obciążenia. Osiągnięto pozytywne efekty techniczne, ekonomiczne oraz ekologiczne.
Obwód jednofazowy o okresowych przebiegach napięcia i prądu
Przykładem takiego obwodu może być układ sinusoidalnego źródła napięcia obciążonego szeregowym połączeniem diody i rezystora (rys. 4.). Dioda wprowadza odkształcenie prądu obciążenia względem napięcia zasilającego, a rezystor obciąża źródło zasilające mocą czynną. W obwodzie nie ma elementu reaktancyjnego, zatem nie występuje przesunięcia sinusoidalnego prądu względem sinusoidalnego napięcia i nie występuje klasycznie rozumiana moc bierna. Jednak współczynnik mocy w obwodzie jest mniejszy od jedności. Wartości liczbowe odpowiednich parametrów obwodu są następujące: wartość skuteczna napięcia Esin wynosi 230 V, napięcie na obciążeniu, przebieg (1), wynosi U = 206 V, a wartość skuteczna prądu zasilającego (3) wynosi ILINIA = 16,2vA.
Rys. 4. Przykład obciążenia nieliniowego. Przebiegi na rysunku: napięcie na obciążeniu diodowo-rezystancyjnym: (1), napięcie na obciążeniu: (2), prąd linii/obciążenia: (3)
Moc czynna obciążenia wynosi PDR = 2370 W, a moc pozorna S = 3530 VA, stąd współczynnik mocy PF = 0,67. Straty mocy na rezystancji linii RLINIA wynoszą 262 W. Jak obliczono, układ zasilający jest obciążony mocą większą niż moc czynna obciążenia, czyli jest miejsce na kompensację. W tym celu należy zidentyfikować prąd nieaktywny obciążenia, a następnie określić i zrealizować techniczną metodę jego wygenerowania przez kompensator.
Znane są różne metody i kryteria określania pożądanego prądu linii zasilającej, od akcentujących zastosowania praktyczne, [1 – 5], [7 – 8], aż po wyrafinowane opracowania matematyczne [6]. Jest to zagadnienie trudne, zwłaszcza dla obwodów wielofazowych z sygnałami nieokresowymi. Jednak uzyskanie kompatybilności współpracy źródła z obciążeniem wymaga, aby przebieg prądu linii był proporcjonalny do przebiegu siły elektromotorycznej źródła zasilającego. Jedynie rezystancja (lub konduktancja) może obciążyć źródło mocą czynną. Prąd jest wówczas przeskalowaną kopią przebiegu napięcia. Współczynnikiem proporcjonalności jest konduktancja zastępcza obciążenia, równoważna rzeczywistemu obciążeniu w sensie wielkości pobieranej mocy czynnej. Należy zatem znaleźć sygnał sinusoidalny, współfazowy z napięciem zasilającym, z którym związana jest taka sama moc czynna jak z rzeczywistym prądem obciążenia.
Następnie należy wymusić w linii przepływ prądu zgodnego z tym sygnałem. Efekt taki można uzyskać, stosując źródło prądu generujące kopię prądu nieaktywnego obciążenia. Na rysunku 5. urządzenie generujące taki prąd oznaczone jest skrótem SAPF (Shunt Active Power Filter). Jego prąd został oznaczony indeksem q, od przyjętego oznaczenia na moc bierną, oraz, równocześnie, indeksem F, od nazwiska Stanisława Fryze, który jako pierwszy zaproponował definicje prądu aktywnego i nieaktywnego, dla dowolnego obciążenia, w tym nieliniowego, niestacjonarnego czy wielofazowego. Dla prądu aktywnego zastosowano indeks p, dla podkreślenia jego związku z mocą czynną.
Rys. 5. Przykład kompensacji prądu nieaktywnego obciążenia nieliniowego. Przebiegi na rysunku: napięcie zasilające: (0), prąd obciążenia: (1), prąd kompensujący: (3), prąd linii: (4)
Z prądowego prawa Kirchhoffa wynika, że prąd kompensujący iF dopełnia prąd obciążenia i do przebiegu sinusoidalnego, współfazowego z napięciem zasilającym, o amplitudzie zadanej mocą czynną obciążenia (rys. 5.).
W omawianym przykładzie prąd nieaktywny, przebieg nr 3, zawiera składową stałą. W interakcji z napięciem sinusoidalnym nie niesie ona mocy czynnej, więc jest formą prądu nieaktywnego. Jej wygenerowanie nie jest możliwe przy użyciu klasycznych kompensatorów pojemnościowych czy filtrów LC strojonych na tzw. wyższe harmoniczne. Natomiast kompensator – filtr aktywny SAPF – może wygenerować dowolny przebieg, mogąc tym samym nie tylko w pełni zastąpić klasyczny kompensator pojemnościowy, ale również generować inne niż sinusoidalne składowe prądu nieaktywnego. Oczywiście, należy je najpierw właściwie zidentyfikować.
Identyfikacja prądu nieaktywnego obciążenia
Istotny jest sposób uzyskiwania sygnału wzorcowego dla procesu kompensacji, oraz metoda jego realizacji, [1– 5], [7, 8]. Można tu wyróżnić metodę czasową lub częstotliwościową oraz niezależnie użycie zamkniętej lub otwartej struktury sterowania kompensatorem.
Analiza czasowa najczęściej służy uzyskaniu wzorca dla prądu aktywnego. Często stosowana jest filtracja sygnałów napięć i prądów. W układach trójfazowych mogą być stosowane ich transformacje z układu naturalnego w inne układy odniesienia. Możliwe jest również prowadzenie kompensacji z użyciem pewnych wielkości skalarnych, na przykład wartości skutecznych i mocy czynnej. Stwarza to możliwość zredukowania liczby filtracji sygnałów, a nawet ich pominięcie.
Z kolei analiza częstotliwościowa ma na celu zidentyfikowanie składowych sinusoidalnych prądu obciążenia. Na podstawie jego składowych nieaktywnych można zbudować sygnał wzorcowy dla prądu kompensatora. Metoda ta wymaga rozbudowanych form przetwarzania sygnałów.
W zamkniętej strukturze sterowania sygnał wzorcowy realizowany jest w linii zasilającej jako prąd aktywny. Dostosowując prąd linii do wzorca, kompensator automatycznie generuje wszystkie pozostałe, czyli nieaktywne, składowe prądu obciążenia, odciążając linię od ich przepływu.
W strukturze otwartej sygnał wzorcowy – teraz prąd nieaktywny – realizowany jest w gałęzi kompensatora. Prąd linii nie jest kontrolowany. Jeżeli z dowolnych przyczyn prąd kompensatora jest wadliwy, wtedy w prądzie linii pojawią się niekontrolowane składowe. Jednak zastosowanie układu otwartego pozwala na wybór składowych do kompensacji. Pewne z nich można pozostawić do kompensacji obwodami pasywnymi, co może być uzasadnione względami ekonomicznymi.
Struktura kompensatora i przykłady kompensacji
Rysunek 6. przedstawia poglądową strukturę obwodu mocy kompensatora trójfazowego. Kompensator jest połączeniem elementu gromadzącego energię, tu w postaci kondensatora C; łączników mocy PA, NA, PB, NB, PC oraz NC, zmieniających biegunowość napięcie kondensatora C względem pozostałej części obwodu; oraz z dławików fazowych LA, LB, LC kompensatora.
Rys. 6. Schemat obwodu mocy kompensatora wraz z obwodem źródła i obciążenia
Na rysunku 7. pokazano strukturę pomiarowo-sterującą kompensatora, którego sygnał wzorcowy otrzymywany jest w dziedzinie czasu, działającego w strukturze zamkniętej. Pokazano miejsca pozyskiwania i drogi przesyłania sygnałów pomiarowych i sterujących. Elementy schematu zawierające symbole × oraz Σ oznaczają odpowiednio mnożenie, oraz sumowanie sygnałów.
Rys. 7. Miejsca pomiaru i drogi przepływu sygnałów w strukturze kompensatora
Na podstawie pomiaru napięcia kondensatora C oraz prądu dławików kompensatora określana jest konduktancja zastępcza GT obciążenia dla każdego kolejnego okresu T przebiegu napięcia zasilającego, [5], [8]. Iloczyn sygnału napięcia zasilającego uS oraz sygnału konduktancyjnego GT tworzy wzorzec prądu aktywnego iwzorc. Jest on na bieżąco porównywany z sygnałem prądu linii zasilającej. Każda odchyłka, powyżej dozwolonego błędu iERROR, jest korygowana przez układ łączników mocy, „przełączających” z dużą częstotliwością napięcie kondensatora C względem napięć linii zasilającej (rys. 6.).
Na rysunku 8. pokazano kompensację prądu nieaktywnego pewnego niestacjonarnego obciążenia.
Rys. 8. Kompensacja prądu nieaktywnego niestacjonarnego obciążenia. Prąd wzorcowy: przebieg 1; sygnał konduktancyjny: przebieg 2; oraz prąd obciążenia: przebieg 3
Amplituda sygnału wzorcowego, czyli prądu czynnego, dostosowywana jest do każdorazowej zmiany mocy obciążenia. Obliczenie kolejnej wartości sygnału konduktancyjnego GT wymaga całego okresu T, stąd realizacja przebiegu wzorca z okresu Tn dokonywana jest w kolejnym okresie Tn+1. Różnica mocy źródła zasilającego i obciążenia, w przypadku zmiany mocy obciążenia w okresie Tn+1 względem okresu Tn, równoważona jest zmianą energii kondensatora C kompensatora. Powoduje to zmianę jego napięcia, które każdorazowo jest kolejną daną wejściową do wyliczania kolejnej wartości GTn, GT(n+1), GT(n+2), itd., konduktancji zastępczej obciążenia.
Kompensacja z równoczesną funkcją buforowania przepływu energii; obwód trójfazowy
Obwód trójprzewodowy. Odpowiednio sterowany kompensator może pełnić dodatkowo funkcję regulatora przepływu energii [8]. Poniżej pokazano kompensację dwóch równolegle połączonych obciążeń trójfazowych o złożonych prądach (rys. 9.). W szczególności zawierają one składowe interharmoniczne, co czyni je trudnymi do identyfikacji w oparciu o metody częstotliwościowe.
Rys. 9. Prąd faz A, B, C obciążenia rezystancyjnego – odpowiednio przebiegi 1, 2, 3, oraz prąd faz A, B, C obciążenia z źródłami prądowymi – odpowiednio przebiegi 4, 5, 6.
Pierwsze z obciążeń tworzy gwiazda trzech rezystorów, o rezystancji 65 Ω każdy. Stanowi ono model grupy obciążeń o stałej mocy czynnej, por. rysunek 9, przebiegi 1, 2 i 3. Drugie obciążenie jest trójkątem trzech sinusoidalnych źródeł prądu, pracujących z różnymi amplitudami i częstotliwościami, kolejno: IAB: 10 A/60 Hz, IBC: 20 A/70 Hz oraz IAC: 30 A/90 Hz (rys. 10.), przebiegi 4, 5 i 6.
Rys. 10. Wzorcowe prądy czynne faz A, B, C: przebiegi 1, 2, 3; sygnał konduktancji zastępczej obciążenia: 4, skala 30mS/dz; oraz przebieg napięcia kondensatora kompensatora: 5
Stanowi ono model grupy obciążeń o nietypowych parametrach. Wartości średnie i skuteczne sum prądów obu obciążeń, w przedziale 20ms-180ms, wynoszą odpowiednio: –0,9 A i 22,5 A w fazie A; 0,1 A i 16,4 A w fazie B; oraz 0,8 A i 26,45 A w fazie C. Zastępcza wartość skuteczna tego prądu wynosi:
Pokazane na rysunku 10. prądy poddano kompensacji omawianym kompensatorem (rys. 7.). Wartość skuteczna wielookresowa prądu w każdej z faz linii wynosi teraz 6,9 A, a jego skuteczna wartość zastępcza IΣ = 12,0 A. Przebiegi wzorcowe prądów czynnych pokazano na rysunku 10. Zwraca uwagę, że w pewnych okresach obciążenie przechodzi w tryb pracy generatorowej. Różnicę energii generowanej i konsumowanej w obciążeniu przejmuje kondensator kompensatora, przebieg 5. Sygnał konduktancyjny przechodzi wtedy do wartości ujemnych, przebieg 4.
Występuje zjawisko odwrócenia kierunku przepływu energii w linii zasilającej, przy zachowaniu sinusoidalnego kształtu prądów fazowych linii. Widoczna na rysunku 10. zmienność amplitud prądu linii, jak również zmiany kierunku przepływu energii, sugerują możliwość dalszego zmniejszania obciążenia linii. Zmiana parametrów sterowania kompensatorem pozwala uzyskać efekt pokazany na rysunku 11. Wartość skuteczna wielookresowa w każdej z faz prądu linii została obniżona do wartości 3.4 A. Dodatkowo, utrzymany został stały kierunek przepływu energii.
Rys. 11. Kompensacja po korekcie ustawień kompensatora. Prądy faz A, B, C linii: odpowiednio przebiegi 1, 2, 3; oraz przebieg napięcia kondensatora kompensatora: przebieg 4, skala 15 mS/dz
Obwód czteroprzewodowy. Na rysunku 12. pokazano kompensator w układzie czteroprzewodowym, dwukondensatorowym, z obwodem równoważenia ich napięć: łączników Pch, Nch oraz dławika Lch.
Rys. 12. Kompensator z obwodem równoważenia napięć kondensatorów C1 i C2
Na rysunku 13. pokazano przykładowe prądy w takim obwodzie, a w dalszych akapitach dwa tryby pracy kompensatora kompensującego składowe nieaktywne pokazanego prądu obciążenia.
Rys. 13. Prąd faz A, B, C obciążenia, odpowiednio przebiegi 1, 2, 3; oraz prąd przewodu zerowego obciążenia, przebieg 4 (na tle prądu fazy B)
Tryb pracy z transmisją energii generowanej w obciążeniu w linię zasilającą. Jeżeli obciążenie generuje więcej energii niż zużywa, jej nadwyżka oddawana jest do linii (rys. 14.), przedział czasu 160 – 320 ms. Prądy fazowe linii ulegają odwróceniu w stosunku do odpowiednich napięć fazowych. Zachowana jest pełna kompensacja, w tym symetryzacja, prądów fazowych linii oraz kompensacja (zerowanie) prądu przewodu neutralnego linii.
Rys. 14. Prąd linii faz A, B, C: odpowiednio przebiegi 1, 2, 3; oraz przewodu neutralnego: przebieg 4
Tryb pracy z magazynowaniem energii generowanej w obciążeniu. W tym trybie nadwyżka energii magazynowana jest w kondensatorach kompensatora. Może ona być następnie wysłana w linię lub skonsumowana w obciążeniu. Ten drugi przypadek został pokazany na rysunkach 15. i 16.
Rys. 15. Prądy faz A, B, C linii: przebiegi 1, 2, 3, oraz prąd przewodu neutralnego źródła: przebieg 4
Magazynowanie energii powoduje wzrost napięć kondensatorów (rys. 16.), przedział 100 ms – 300 ms. Późniejszy spadek napięć kondensatorów, dla t > 300 ms, wynika z zaniku generacji energii w obciążeniu przy jej ciągłej konsumpcji. Począwszy od t = 400 ms, wobec wyczerpania nadwyżki energii, zasilanie obciążenia przejmuje linia. W chwili t = 460 ms następuje wyłączenie obciążenia.
Rys. 16. Napięcia uC1 i uC2 kondensatorów kompensatora: odpowiednio przebiegi 1 i 2, oraz prąd ich układu równoważenia napięć kondensatorów kompensatora, przebieg 3
Równoważenie napięć kondensatorów kompensatora. Jeżeli w przewodzie neutralnym obciążenia pojawi się składowa stała, jej kompensowanie skutkuje przeciwstawnymi zmianami energii i napięć kondensatorów C1 i C2. Suma tych zmian jest zerowa, zatem nie nastąpi zmiana ani wartości konduktancji zastępczej obciążenia, ani sygnału prądu wzorcowego. Jednakże narastanie różnicy napięć kondensatorów może sprowadzić napięcie jednego z nich do wielkości bliskiej amplitudzie napięcia linii. Następuje wtedy utrata kontroli nad prądami linii, co może prowadzić do ich odkształceń. Należy zatem kontrolować napięcia kondensatorów, na przykład rozbudowując kompensator o obwód ich równoważenia (rys. 12.). Na rysunku 16. pokazano prąd układu równoważącego napięcia kondensatorów kompensatora, przebieg 3. W chwili t = 120 ms w przewodzie neutralnym obciążenia pojawiła się składowa stała, zwiększająca różnicę napięć kondensatorów. Od tego momentu aktywny jest układ równoważenia tych napięć, utrzymując ich różnicę w zadanym przedziale, tu jako nie większą niż 40 V.
Podsumowanie
W artykule przedstawiono możliwość prowadzenia kompensacji składowych nieaktywnych prądu zasilającego za pomocą kompensatora energoelektronicznego. W szczególności pokazano pracę kompensatora sterowanego sygnałem konduktancji zastępczej obciążenia. Metoda ta pozwala na poszerzenie funkcjonalności kompensatora. Poza rolą podstawową, kompensowania prądu nieaktywnego, istnieje możliwości regulacji przepływu energii pomiędzy linią a obciążeniem, również aktywnym. Może to przyczynić się do zwiększenia efektywność pracy obwodów zasilających. Metoda wyznaczania sygnału konduktancyjnego metodą pośrednią, to znaczy na podstawie pomiaru zmian energii zgromadzonej w elementach reaktancyjnych kompensatora, czyni ją niezależną zarówno od rodzaju obwodu źródło – kompensator – obciążenie, jak i struktury samego kompensatora, jako układu zbudowanego w oparciu o przekształtnik napięcia lub prądu. Dzięki temu może być stosowana zarówno w obwodach zasilanych ze źródeł stałych, jak i sinusoidalnych jedno- i wielofazowych.
Literatura
- Akagi H., Watanabe E., Aredes M., Instantaneous Power Theory an Applications to Power Conditioning, IEEE Press, Wiley, 2017.
- Asimionaei L., Blaabjerg F., Hansen S., Detection is key. Harmonic detection methods for active power filter applications, IEEE Ind. Appl. Mag., July/Aug 2007, pp. 22-33.
- Benysek G., Pasko M. editors, Power theories for improved power quality, Springer, London, 2012
- Green T., Marks J., Control techniques for active power filters, IEE Proc. Electric Power Applications, vol. 152, nr 2, 2005, pp. 369-381.
- Piróg S., Energoelektronika. Układy o komutacji sieciowej i o komutacji twardej, Wydawnictwo AGH, Kraków, 2006.
- Siwczyński M., Energetyczna teoria obwodów, Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków 2003.
- Strzelecki R., Supronowicz H., Współczynnik mocy w systemach zasilania prądu przemiennego i metody jego poprawy, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000.
- Szromba A., Energoelektroniczny kompensator aktywny sterowany sygnałem konduktancyjnym, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Monografia 540, Kraków, 2016.
