ДЕКОМПОЗИЦІЯ ПОВНОЇ ПОТУЖНОСТІ В ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ ЗА НЕСИНУСОЇДАЛЬНИХ УМОВ

Анотація

Досліджено енергетичні спотворення, які вносять напівпровідникові перетворювачі в роботу систем електропостачання, що проявляється у погіршенні якості напруги в електричних мережах та зниженні їх енергетичної ефективності. Причиною таких явищ є циркуляція в системах передачі та розподілу електроенергії неактивних складових повної потужності, облік та компенсація яких є важливою задачею розумної експлуатації електричних мереж. Ця проблема особливо актуальна у зв’язку з поширенням в системах передачі та розподілу електроенергії пристроїв керування потоками потужності на основі керованих напівпровідникових вентилів, що супроводжується порушеннями електромагнітної врівноваженості електроустановок. Для прийняття рішень щодо підвищення енергетичної ефективності систем електропостачання з силовими статичними перетворювачами важливим є розпізнавання і визначення компонент повної електричної потужності та трактування ролі і впливу напівпровідникових вентильних елементів на процеси енергообміну в електричних системах. Метою роботи є декомпозиція повної потужності на компоненти за несинусоїдальних умов. Проведено дослідження складових потужності в електричному колі з джерелом змінної напруги, що живить резистивне навантаження через повністю керований двоопераційний тиристор. За основу декомпозиції потужності взято підхід стандарту IEEE Std. 1459-2010, згідно з яким потік вектора Пойнтінга подається спектром ортогональних складових миттєвої потужності. Отримані відповіді на низку питань про участь напівпровідникових елементів силових перетворювачів, як у загальному балансі потужності, так і в локальних балансах її компонент. Показано, що джерелом потужності спотворення є нелінійні властивості та фазове керування провідного стану тиристорів. Тиристор є джерелом реактивної потужності зсуву, а також активної потужності гармонік неосновної частоти. Наведено числовий приклад, візуалізацію та аналіз результатів розрахунку балансу потужності.