ДЕКОМПОЗИЦІЯ ПОВНОЇ ПОТУЖНОСТІ В ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ ЗА НЕСИНУСОЇДАЛЬНИХ УМОВ

Автор(и)

  • Є. І. Федів Національний університет «Львівська політехніка»
  • О. М. Сівакова Національний університет «Львівська політехніка»

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2025-183-6-83-88

Ключові слова:

електрична потужність, вектор Пойнтінга, аналіз Фур’є, тиристор, електрична мережа

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.

Біографії авторів

Є. І. Федів, Національний університет «Львівська політехніка»

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри електроенергетики та систем управління

О. М. Сівакова, Національний університет «Львівська політехніка»

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри електроенергетики та систем управління

Посилання

О. В. Кириленко, Б. С. Стогній, С. П. Денисюк, і М. Ф. Сопель, «SMART-моніторинг електроенергетичних систем,» Технічна електродинаміка, № 5, c. 48-62, 2024.

В. А. Новский, Б. К. Жарский, і В. В. Голубев, «Баланс потужностей в електричних колах с ключовими елементами,» Праці Інституту електродинаміки НАН України, вип. 48, с. 103-113, 2011.

І. В. Жежеленко, Г. Г. Півняк, Г. Г. Трофімов, і Ю. А. Папаїка, Реактивна потужність в електричних мережах. Дніпро, Україна: НТУ «Дніпровська політехніка», 2020, 72 с.

Adrian A. Adăscălitei, and Alexander E. Emanuel, “Evolution of the Electric Power Componensation Definitions,” Annals of the University of Craiova, Electrical Engineering series, no 39, pp. 206-211, 2015.

IEEE Std. 1459-2010. Definitions for the Measurement of Electric Power Quantities Under Sinusoidal, Non-Sinusoidal, Balanced or Unbalanced Conditions, New York, 2010.

A. E. Emanuel, Power definitions and the physical mechanism of power flow. Hoboken: John Wiley & Sons, 2010. ISBN 978-0-470-66074-4.

В. Є. Тонкаль, А. Є. Новосельцев, і С. П. Денисюк, Баланс енергій в силових колах. Київ: Наукова думка, 1992. 192 с.

A. E. Emanuel, “Poynting vector and the physical meaning of nonactive powers,” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 54, no. 4. pp. 1457-1462, 2005.

О. А. Маєвський, Енергетичні показники вентильних перетворювачів. М.: Энергия, 1978, 320 с.

М. В. Хворост та ін., «Види комутації та енергетичні характеристики в електричних колах з ключовими елементами,» Електротехніка і електромеханіка, № 4, с. 67-72, 2005.

Є. І. Федів, і О. М. Сівакова, «Складові потужності тиристорного регулятора напруги з активним навантаженням,» Праці Інституту електродинаміки НАН України, № 68, с. 100-105, 2024. https://doi.org/10.15407/publishing2024.68.100 .

B. D. H. Tellegen, “A general network theorem with applications,” Philips Research Reports, vol. 7. pp. 259-269, 1952.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 2

Опубліковано

2025-12-24

Як цитувати

[1]
Є. І. Федів і О. М. Сівакова, «ДЕКОМПОЗИЦІЯ ПОВНОЇ ПОТУЖНОСТІ В ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ ЗА НЕСИНУСОЇДАЛЬНИХ УМОВ», Вісник ВПІ, вип. 6, с. 83–88, Груд. 2025.

Номер

Розділ

Енергетика, електротехніка та електромеханіка

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.