RU2368991C1 - Method for improvement of electric energy quality and device for its realisation - Google Patents

Method for improvement of electric energy quality and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2368991C1
RU2368991C1 RU2008128783/09A RU2008128783A RU2368991C1 RU 2368991 C1 RU2368991 C1 RU 2368991C1 RU 2008128783/09 A RU2008128783/09 A RU 2008128783/09A RU 2008128783 A RU2008128783 A RU 2008128783A RU 2368991 C1 RU2368991 C1 RU 2368991C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
network
electric energy
devices
voltage
wave
Prior art date
Application number
RU2008128783/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Валерьевич Ушаков (RU)
Дмитрий Валерьевич Ушаков
Владимир Константинович Барсуков (RU)
Владимир Константинович Барсуков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ижевский Государственный Технический Университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ижевский Государственный Технический Университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ижевский Государственный Технический Университет
Priority to RU2008128783/09A priority Critical patent/RU2368991C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2368991C1 publication Critical patent/RU2368991C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

Landscapes

  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

FIELD: electricity. ^ SUBSTANCE: method suggests restoration of grid supply voltage shape to sinusoidal shape. Specified technical result is achieved by the fact that electric energy consumption is redistributed during semi-wave of supply voltage. Redistribution of electric energy consumption is carried out by application of accumulation device and transfer of electric energy, voltage detector and current detector. ^ EFFECT: improved quality of electric energy. ^ 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретения относятся к электротехнике и электроэнергетике, а именно к способам и устройствам повышения качества электрической энергии при работе электропотребителей, искажающих форму напряжения сети.The invention relates to electrical engineering and the electric power industry, and in particular to methods and devices for improving the quality of electric energy during the operation of electric consumers that distort the shape of the network voltage.

В однофазную сеть все потребители включаются параллельно, при этом мгновенное значение тока определяется суммой мгновенных значений токов отдельных потребителей. Существуют электропотребители, искажающие форму питающего напряжения сети. Примером таких потребителей являются устройства, содержащие выпрямительные схемы с фильтрами. Мгновенное значение тока таких потребителей представляет собой последовательность коротких знакопеременных импульсов, следующих с частотой питающей сети (фиг.1, i1). Импульс тока создает падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника питания, рассматриваемого относительно точек подключения потребителя. Падение напряжения приводит к отклонению формы напряжения в точке подключения потребителей от существующей формы ЭДС источника питания - происходит искажение формы питающего напряжения сети. Снижение искажений формы напряжения сети является актуальной задачей.In a single-phase network, all consumers are connected in parallel, while the instantaneous current value is determined by the sum of the instantaneous currents of individual consumers. There are electrical consumers that distort the shape of the supply voltage. An example of such consumers are devices containing rectifier circuits with filters. The instantaneous current value of such consumers is a sequence of short alternating pulses following with the frequency of the supply network (Fig. 1, i 1 ). The current pulse creates a voltage drop on the internal resistance of the power source, considered relative to the connection points of the consumer. The voltage drop leads to a deviation of the voltage form at the point of connection of consumers from the existing form of the EMF of the power source - there is a distortion of the shape of the supply voltage of the network. Reducing the distortion of the network voltage shape is an urgent task.

Искаженная форма питающего напряжения сети содержит помимо основной гармоники высшие гармонические составляющие.The distorted form of the supply voltage of the network contains, in addition to the main harmonic, higher harmonic components.

В качестве аналога принят способ повышения качества электрической энергии, заключающийся в снижении уровня высших гармоник путем настройки нескольких групп из последовательных контуров на резонанс напряжений по 5, 7, 11 и 13 гармоникам (Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. М.: Энергоатомиздат, 1984, с.109). Принцип действия таких устройств основан на возникновении резонанса в их собственном колебательном контуре, настроенном на определенную частоту.As an analogue, a method has been adopted to improve the quality of electric energy, which consists in lowering the level of higher harmonics by tuning several groups of consecutive circuits to resonance voltages at 5, 7, 11 and 13 harmonics (Zhezhelenko I.V. Higher harmonics in power supply systems of industrial enterprises. M. : Energoatomizdat, 1984, p. 109). The principle of operation of such devices is based on the appearance of resonance in their own oscillatory circuit tuned to a specific frequency.

Недостатком рассмотренного способа является неполная компенсация высших гармоник.The disadvantage of this method is the incomplete compensation of higher harmonics.

В качестве прототипа принят способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих (патент RU № 2294044 C1, H02J 3/01, H02J 3/26), основанный на генерации в сеть высших гармонических составляющих электроэнергии, действующих в противофазе с высшими гармониками основной сети, при использовании энергии электрической сети, в которой производится компенсация.As a prototype, a method of protecting consumers of electricity from the influence of higher harmonic components (patent RU No. 2294044 C1, H02J 3/01, H02J 3/26), based on the generation of higher harmonic components of electricity acting in antiphase with higher harmonics of the main network, is adopted, when using the energy of the electric network in which the compensation is made.

Недостатками способа являются:The disadvantages of the method are:

- необходимость генерирования большого количества гармоник тока;- the need to generate a large number of current harmonics;

- точность измерения тока в линии;- accuracy of current measurement in the line;

- потребление электрической энергии из сети для генерирования высших гармоник тока.- consumption of electrical energy from the network to generate higher harmonics of the current.

В качестве прототипа для устройства принято устройство для устранения искажения кривой напряжения в распределительных сетях переменного тока (патент RU № 2222855 C1, H02J 3/01). Технический результат заключается в улучшении формы кривой питающего напряжения. Для этого в устройстве для устранения искажения кривой напряжения в распределительных сетях переменного тока содержится источник переменного напряжения, управляемый источник тока, датчик напряжения, подключенный к токоведущим шинам распределительной сети переменного тока, и датчик тока. Восстановление формы напряжения сети производится за счет протекания гармонических составляющих тока через управляемый источник тока.As a prototype for the device adopted a device to eliminate distortion of the voltage curve in distribution AC networks (patent RU No. 2222855 C1, H02J 3/01). The technical result consists in improving the shape of the supply voltage curve. To do this, the device for eliminating distortion of the voltage curve in the AC distribution networks contains an AC voltage source, a controlled current source, a voltage sensor connected to current-carrying buses of the AC distribution network, and a current sensor. The restoration of the shape of the voltage of the network is due to the flow of harmonic components of the current through a controlled current source.

Недостатком устройства является потеря электрической энергии при работе управляющего источника тока.The disadvantage of this device is the loss of electrical energy during operation of the control current source.

Изобретениями решается задача повышения качества электроэнергии за счет восстановления формы питающего напряжения сети путем перераспределения потребления электроэнергии в течение полуволны питающего напряжения.The inventions solve the problem of improving the quality of electricity by restoring the shape of the supply voltage of the network by redistributing the consumption of electricity during the half-wave of the supply voltage.

Способ повышения качества электрической энергии заключается в уменьшении несинусоидальной формы питающего напряжения при импульсном характере тока в сети. Основанный на накоплении электрической энергии из сети в интервале времени, когда ток в сети не протекает, и передаче электрической энергии в сеть в интервале времени, когда ток в сети имеет импульсный характер, в течение полуволны питающего напряжения сети. Таким образом, компенсируется импульсный характер тока, так что суммарный ток в сети имеет синусоидальную форму.A way to improve the quality of electrical energy is to reduce the non-sinusoidal form of the supply voltage with the pulsed nature of the current in the network. Based on the accumulation of electrical energy from the network in the time interval when the current in the network does not flow, and the transmission of electric energy to the network in the time interval when the current in the network is pulsed, during the half-wave of the supply voltage of the network. Thus, the pulse nature of the current is compensated, so that the total current in the network has a sinusoidal shape.

Устройство повышения качества электрической энергии состоит из последовательно подключенных датчика тока и блока накопления и передачи электрической энергии, к которым параллельно подключен датчик напряжения, к блоку накопления и передачи электрической энергии параллельно подключен электропотребитель, искажающий форму питающего напряжения сети, блок накопления и передачи электрической энергии состоит из: устройства один - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «положительной» полуволне питающего напряжения сети, устройства два - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети, устройства три - устройство накопления электроэнергии при «положительной» полуволне питающего напряжения сети, устройства четыре - устройство накопления электроэнергии при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети, устройства пять - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети, устройства шесть - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «положительной» полуволне питающего напряжения сети, устройства семь - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети, устройства восемь - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «положительной» полуволне питающего напряжения сети, устройства девять - моделирующее устройство, задающее форму протекающего тока в цепи при передаче электроэнергии в сеть, устройства десять - моделирующее устройство, задающее форму протекающего тока в цепи при накоплении электроэнергии, устройства одиннадцать - коммутирующее устройство, подключающее устройства накопления электрической энергии к сети для передачи накопленной энергии в сеть, устройства двенадцать - коммутирующее устройство, подключающее устройства накопления электрической энергии к сети для накопления электроэнергии, соединенные следующим образом: устройства один, три, восемь, десять и двенадцать включены последовательно, устройства два, четыре, пять, девять и одиннадцать включены последовательно, устройства один, три, восемь, десять, двенадцать подключены параллельно устройствам два, четыре, пять, девять, одиннадцать, начало устройства шесть подключено между устройствами пять и девять, конец устройства шесть подключен между устройствами три и восемь, начало устройства семь подключено между устройствами десять и восемь, конец устройства семь подключен между устройствами четыре и пять, к датчику тока линиями информационной связи параллельно подключены устройства девять и десять, к датчику напряжения линиями информационной связи параллельно подключены устройства один, два, пять, шесть, семь, восемь, одиннадцать и двенадцать.The device for improving the quality of electric energy consists of a series-connected current sensor and an electric energy storage and transmission unit, to which a voltage sensor is connected in parallel, an electric consumer, distorting the shape of the supply voltage of the network, is simultaneously connected to the electric energy storage and transmission unit, and the electric energy storage and transmission unit consists from: one device - a switching device that connects the electric energy storage device to the network with "positive "Half of the supply voltage of the network, two devices — a switching device that connects the electric energy storage device to the network with a" negative "half-wave of the network voltage, three devices - an electric energy storage device with a" positive "half-wave of the network voltage, four devices - electric energy storage device “Negative” half-wave of the supply voltage of the network, device five - a switching device that connects the electrical energy storage device to and with a “negative” half-wave of the mains supply voltage, device six — a switching device connecting the electric energy storage device to the network with a “positive” half-wave of the mains voltage, device seven — a switching device connecting electric energy storage device to the network with a “negative” half-wave power supply voltage of the network, device eight - a switching device connecting the electric energy storage device to the network with a “positive” half wave voltage of the network, device nine - a simulating device that sets the shape of the flowing current in the circuit when transferring electricity to the network, device ten - the simulating device that sets the shape of the flowing current in the circuit when the electric power is accumulated, device eleven - switching device, connecting the electric energy storage devices to network for transferring accumulated energy to the network, device twelve - a switching device connecting devices for storing electric energy to the network for electric power pollution, connected as follows: devices one, three, eight, ten and twelve are connected in series, devices two, four, five, nine and eleven are connected in series, devices one, three, eight, ten, twelve are connected in parallel to devices two, four, five, nine, eleven, the beginning of device six is connected between devices five and nine, the end of device six is connected between devices three and eight, the beginning of device seven is connected between devices ten and eight, the end stroystva seven devices connected between four and five, the sensor current data communication lines are connected in parallel device nine and ten, the sensor voltage data communication lines are connected in parallel one device, two, five, six, seven, eight, eleven, and twelve.

Предлагаемый способ поясняется чертежами.The proposed method is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена форма мгновенных значений токов электропотребителей, искажающих форму напряжения сети, и устройств накопления электрической энергии, форма напряжения сети, где i1 - мгновенное значение тока электропотребителей, искажающих форму напряжения сети; i2 - мгновенное значение тока, протекающего в сети при накоплении электроэнергии накопительными устройствами; i3 - мгновенное значение тока при передаче электроэнергии от накопительных устройств в сети; iсум - мгновенное значение суммарного тока сети; uсети - напряжение сети в точке подключения электропотребителей, искажающих форму напряжения сети, и накопительных устройств.Figure 1 shows the shape of the instantaneous values of the currents of electric consumers, distorting the shape of the voltage of the network, and electric energy storage devices, the shape of the voltage of the network, where i 1 is the instantaneous value of the current of electric consumers, distorting the shape of the voltage of the network; i 2 - the instantaneous value of the current flowing in the network during the accumulation of electricity by storage devices; i 3 is the instantaneous value of the current when transmitting electricity from storage devices in the network; i sum - the instantaneous value of the total network current; u network - the network voltage at the point of connection of electric consumers, distorting the shape of the network voltage, and storage devices.

На фиг.2 изображена схема подключения электропотребителя и устройства повышения качества электрической энергии, где I - устройство повышения качества электрической энергии, состоящее из: А - блок накопления и передачи электрической энергии, состоящий из: 1 - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «положительной» полуволне питающего напряжения сети; 2 - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети; 3 - устройство накопления электроэнергии при «положительной» полуволне питающего напряжения сети; 4 - устройство накопления электроэнергии при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети; 5 - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети; 6 - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «положительной» полуволне питающего напряжения сети; 7 - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети; 8 - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «положительной» полуволне питающего напряжения сети; 9 - моделирующее устройство, задающее форму протекающего тока в цепи при передаче электроэнергии в сеть; 10 - моделирующее устройство, задающее форму протекающего тока в цепи при накоплении электроэнергии; 11 - коммутирующее устройство, подключающее устройства накопления электрической энергии к сети для передачи накопленной энергии в сеть; 12 - коммутирующее устройство, подключающее устройства накопления электрической энергии к сети для накопления электроэнергии; В - блок анализа формы тока в линии (датчик тока); С - блок анализа формы напряжения сети (датчик напряжения); II - электропотребитель, искажающий форму напряжения сети, состоящий из диодного моста VD1…VD4, конденсатора С1, активной нагрузки R1; uсети - напряжение сети в точке подключения электропотребителей; i1 - мгновенное значение тока электронных устройств, искажающих форму напряжения сети; i2 - мгновенное значение тока, протекающего в сети при накоплении электроэнергии накопительным устройством; i3 - мгновенное значение тока, протекающего от накопительного устройства при потреблении электроэнергии устройствами, искажающими форму напряжения сети; iсум - мгновенное значение суммарного тока сети; Zвн - внутренне полное сопротивление генератора и распределительной сети системы электроснабжения; eгенер(t) - ЭДС генератора.Figure 2 shows a connection diagram of an electric consumer and a device for improving the quality of electric energy, where I is a device for improving the quality of electric energy, consisting of: A is a unit for storing and transmitting electric energy, consisting of: 1 is a switching device connecting a device for storing electric energy to network with a "positive" half-wave of the supply voltage; 2 - switching device, connecting the electric energy storage device to the network with a “negative” half-wave of the supply voltage; 3 - power storage device with a “positive” half-wave of the supply voltage; 4 - power storage device with a “negative” half-wave of the supply voltage; 5 - a switching device that connects the electric energy storage device to the network with a “negative” half-wave of the supply voltage; 6 - switching device connecting the electric energy storage device to the network with a “positive” half-wave of the supply voltage; 7 - a switching device that connects the electric energy storage device to the network with a “negative” half-wave of the supply voltage; 8 - switching device connecting the device for storing electric energy to the network with a “positive” half-wave of the supply voltage; 9 - a modeling device that sets the shape of the flowing current in the circuit when transmitting electricity to the network; 10 - a modeling device that sets the shape of the flowing current in the circuit during the accumulation of electricity; 11 is a switching device connecting devices for storing electric energy to the network for transmitting stored energy to the network; 12 is a switching device connecting devices for storing electric energy to the network for storing electricity; In - block analysis of the shape of the current in the line (current sensor); C - unit for analyzing the shape of the mains voltage (voltage sensor); II - power consumer, distorting the shape of the mains voltage, consisting of a diode bridge VD1 ... VD4, capacitor C1, active load R1; u network - network voltage at the point of connection of electric consumers; i 1 - instantaneous current value of electronic devices that distort the shape of the network voltage; i 2 - the instantaneous value of the current flowing in the network during the accumulation of electricity by the storage device; i 3 is the instantaneous value of the current flowing from the storage device when electricity is consumed by devices that distort the shape of the network voltage; i sum - the instantaneous value of the total network current; Z ext - internal impedance of the generator and distribution network of the power supply system; e generator (t) - EMF generator.

Для перераспределения потребления электроэнергии в течение полуволны питающего напряжения электропотребителями II (фиг.2) необходимо использовать устройство повышения качества электрической энергии I (фиг.2).To redistribute electricity consumption during the half-wave of the supply voltage by consumers II (Fig. 2), it is necessary to use a device for improving the quality of electric energy I (Fig. 2).

Устройство I состоит из блока накопления и передачи электрической энергии (фиг.2, А), блока анализа формы тока в линии (фиг.2, В), блока анализа формы напряжения сети (фиг.2, С).Device I consists of a unit for accumulating and transmitting electric energy (Fig. 2, A), a unit for analyzing the shape of the current in the line (Fig. 2, B), and a unit for analyzing the shape of the mains voltage (Fig. 2, C).

В блоке А используются устройства накопления электрической энергии 3 и 4 (фиг.2). Накопление электрической энергии можно реализовать на конденсаторах, индуктивных элементах, химических аккумуляторах электрической энергии и т.д.In block A, electrical energy storage devices 3 and 4 are used (FIG. 2). The accumulation of electrical energy can be implemented on capacitors, inductive elements, chemical batteries of electrical energy, etc.

Устройство 3 накапливает электрическую энергию в интервалы времениThe device 3 accumulates electrical energy at time intervals

[t0; t1], [t2; t3] (фиг.1), 4 - в интервалы времени [t3; t4], [t5; t6] (фиг.1), когда электропотребители, искажающие форму напряжения, не потребляют электроэнергию. Для того чтобы форма тока i2 (фиг.1) при накоплении электрической энергии устройствами 3 и 4 имела нужную форму, используется устройство 10, которое задает форму протекающего тока в цепи. В указанные интервалы времени в сети протекает ток, равный iсум=i2, i1=0, i3=0 (фиг.1, фиг.2).[t 0 ; t 1 ], [t 2 ; t 3 ] (FIG. 1), 4 - at time intervals [t 3 ; t 4 ], [t 5 ; t 6 ] (FIG. 1) when power consumers that distort the shape of the voltage do not consume electricity. In order for the current shape i 2 (Fig. 1) to have the desired shape during the accumulation of electrical energy by devices 3 and 4, a device 10 is used that sets the shape of the flowing current in the circuit. At the indicated time intervals, a current flowing in the network is equal to i sum = i 2 , i 1 = 0, i 3 = 0 (Fig. 1, Fig. 2).

Устройство 10 задает форму протекающего тока в цепи, его можно реализовать, используя широтно-импульсную модуляцию (ШИМ).The device 10 sets the shape of the flowing current in the circuit, it can be implemented using pulse-width modulation (PWM).

Устройство 3 накапливает электрическую энергию в интервалы времени при «положительной» полуволне питающего напряжения сети, устройство 4 - при «отрицательной» полуволной полуволне питающего напряжения сети. Для подключения устройств 3 и 4 к сети в различные полуволны питающего напряжения используются коммутирующие устройства 1, 6, 8 и 2, 5, 7 соответственно (фиг.2).Device 3 accumulates electrical energy at time intervals with a “positive” half-wave of the mains voltage, device 4 - with a “negative” half-wave half-wave of the mains voltage. To connect devices 3 and 4 to the network in different half-waves of the supply voltage, switching devices 1, 6, 8 and 2, 5, 7 are used, respectively (Fig. 2).

Электроэнергия, накопленная на устройствах 3 и 4, передается в сеть в интервалы времени [t1; t2], [t4; t5] (фиг.1), когда электропотребитель II потребляет электроэнергию. Для того чтобы форма тока i3 (фиг.1) при передаче электроэнергии от накопительных устройств 3 и 4 в сеть имела нужную форму, используется устройство 9, которое задает форму протекающего тока в цепи. При этом в сети протекает ток, равный iсум=i1-i3, i2=0 (фиг.1, фиг.2).The electricity stored on devices 3 and 4 is transmitted to the network at time intervals [t 1 ; t 2 ], [t 4 ; t 5 ] (FIG. 1) when power consumer II consumes electricity. In order for the current shape i 3 (Fig. 1) to have the desired shape when transmitting electricity from storage devices 3 and 4 to the network, a device 9 is used that sets the shape of the flowing current in the circuit. In this case, a current flowing in the network is equal to i sum = i 1 -i 3 , i 2 = 0 (Fig. 1, Fig. 2).

Устройство 9 задает форму протекающего тока в цепи, его можно реализовать, используя широтно-импульсную модуляцию (ШИМ).The device 9 sets the shape of the flowing current in the circuit, it can be implemented using pulse-width modulation (PWM).

Переключение устройств накопления электрической энергии в режим накопления электрической энергии производится за счет перехода в проводящее стояние коммутирующего устройства 12 и в непроводящее состояние устройства 11, в режим передачи накопленной электрической энергии в сеть производится за счет перехода в непроводящее состояние коммутирующего устройства 12 и в проводящее состояние устройства 11.Switching the electric energy storage devices to the electric energy storage mode is done by switching to the conducting state of the switching device 12 and the non-conducting state of the device 11, into the mode of transferring the stored electric energy to the network by switching to the non-conducting state of the switching device 12 and the conducting state of the device eleven.

Блок С производит анализ формы питающего напряжения сети uсети (фиг.2) и управление коммутирующими устройствами 1, 2, 5, 6, 7, 8, 11 и 12.Block C analyzes the shape of the supply voltage of the network u of the network (Fig. 2) and controls the switching devices 1, 2, 5, 6, 7, 8, 11, and 12.

Блок В производит анализ формы тока, протекающего в линии iсум (фиг.2), при работе электропотребителей, искажающих форму напряжения сети, и управление устройствами 9 и 10 (фиг.2).Block B performs the analysis of the shape of the current flowing in the line i sum (figure 2), during the operation of electric consumers, distorting the shape of the voltage of the network, and control devices 9 and 10 (figure 2).

Устройство повышения качества электрической энергии работает следующим образом.A device for improving the quality of electrical energy works as follows.

Блок С отслеживает искажения в форме напряжения сети, если они имеются, то с выхода блока С формируются управляющие импульсы для переключения коммутирующих устройств 11 и 12. При синусоидальной форме напряжения сети блок С перестанет формировать управляющие импульсы для переключения коммутирующего устройства 11, оно будет находиться в закрытом состоянии, передача накопленной электрической энергии на устройствах 3 и 4 в сеть будет приостановлена.Block C monitors distortions in the form of mains voltage, if any, then control pulses are generated from the output of block C to switch switching devices 11 and 12. With a sinusoidal form of mains voltage, block C will cease to generate control pulses to switch switching device 11, it will be in closed state, the transfer of accumulated electrical energy on devices 3 and 4 to the network will be suspended.

При синусоидальной форме напряжения сети устройства 3 и 4 максимально запасут электрическую энергию и будут ее сохранять до тех пор, пока форма напряжения сети не будет искажена.With a sinusoidal form of the network voltage, devices 3 and 4 will store electrical energy as much as possible and will store it until the shape of the network voltage is distorted.

Блок В анализирует форму тока при работе электропотребителя, искажающего форму напряжения сети. В зависимости от формы тока производится управление устройством 10, которое задает форму протекающего тока при накоплении электроэнергии устройствами 3 и 4, устройством 9, которое задает форму протекающего тока при передаче электрической энергии в сеть от устройств 3 и 4. При накоплении электрической энергии за счет работы устройства 10 и передаче электрической энергии в сеть за счет работы устройства 9 форма тока в сети будет иметь синусоидальную форму.Block B analyzes the shape of the current during operation of an electrical consumer that distorts the shape of the mains voltage. Depending on the shape of the current, a device 10 is controlled that sets the shape of the flowing current during electric energy storage by devices 3 and 4, and device 9, which sets the shape of the flowing current when electric energy is transferred to the network from devices 3 and 4. When electric energy is accumulated due to operation device 10 and the transmission of electrical energy to the network due to the operation of the device 9, the form of current in the network will have a sinusoidal shape.

Форма питающего напряжения сети в точке подключения электропотребителей зависит от формы тока iсум(t), протекающего в линии:The shape of the supply voltage of the network at the point of connection of electric consumers depends on the shape of the current i sum (t) flowing in the line:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где Rвн и Lвн - активное сопротивление и индуктивность генератора и распределительной сети системы электроснабжения; iсум - суммарный ток всех потребителей; uсети(t) - напряжение сети в точке подключения электропотребителей;where R vn and L vn - active resistance and inductance of the generator and distribution network of the power supply system; i sum - total current of all consumers; u network (t) - network voltage at the point of connection of electric consumers;

eгенер(t) - ЭДС генератора.e generator (t) - EMF generator.

При протекании в сети синусоидального тока искажения формы напряжения в точке подключения электропотребителей не происходит.When a sinusoidal current flows in the network, distortion of the voltage form at the point of connection of electric consumers does not occur.

При протекании в сети несинусоидального тока происходит искажение формы напряжения сети. При использовании способа повышения качества электроэнергии и устройства восстановления формы напряжения сети формируется синусоидальная форма тока в сети iсум (фиг.1, фиг.2).When a non-sinusoidal current flows in the network, the shape of the network voltage is distorted. When using the method of improving the quality of electric power and the device for restoring the shape of the network voltage, a sinusoidal current shape is formed in the network i sum (Fig. 1, Fig. 2).

Положительный эффект заключается в восстановлении формы напряжения сети, максимально приближая ее к синусоидальной. При использовании способа повышения качества электрической энергии наблюдается также и экономический эффект - уменьшение непроизводственных потерь электроэнергии в системах электроснабжения.The positive effect is to restore the shape of the network voltage, bringing it as close as possible to the sinusoidal one. When using the method of improving the quality of electric energy, an economic effect is also observed - a decrease in non-production losses of electricity in power supply systems.

Claims (2)

1. Способ повышения качества электрической энергии, заключающийся в уменьшении несинусоидальной формы питающего напряжения сети, при котором анализируют форму напряжения и тока в сети, при импульсной форме тока осуществляют накопление электрической энергии в интервалах времени от момента начала полуволны питающего напряжения до момента начала протекания импульса тока в сети и от момента окончания протекания импульса тока в сети до момента окончания полуволны питающего напряжения, накопленную электрическую энергию передают в сеть и компенсируют импульсный характер тока в сети.1. A method of improving the quality of electric energy, which consists in reducing the non-sinusoidal form of the supply voltage of the network, in which the form of voltage and current in the network is analyzed, with the pulse form of the current, electric energy is accumulated in time intervals from the start of the half-wave of the supply voltage to the moment the current pulse begins to flow in the network and from the moment of the end of the flow of the current pulse in the network to the end of the half-wave of the supply voltage, the accumulated electrical energy is transferred to the network and to compensate for the pulsed nature of the current in the network. 2. Устройство повышения качества электрической энергии состоит из последовательно подключенных датчика тока и блока накопления и передачи электрической энергии, к которым параллельно подключен датчик напряжения, к блоку накопления и передачи электрической энергии параллельно подключен электропотребитель, искажающий форму питающего напряжения сети, блок накопления и передачи электрической энергии состоит из: устройства один - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «положительной» полуволне питающего напряжения сети, устройства два - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети, устройства три - устройство накопления электроэнергии при «положительной» полуволне питающего напряжения сети, устройства четыре - устройство накопления электроэнергии при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети, устройства пять - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети, устройства шесть - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «положительной» полуволне питающего напряжения сети, устройства семь - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «отрицательной» полуволне питающего напряжения сети, устройства восемь - коммутирующее устройство, подключающее устройство накопления электрической энергии к сети при «положительной» полуволне питающего напряжения сети, устройства девять - моделирующее устройство, задающее форму протекающего тока в цепи при передаче электроэнергии в сеть, устройства десять - моделирующее устройство, задающее форму протекающего тока в цепи при накоплении электроэнергии, устройства одиннадцать - коммутирующее устройство, подключающее устройства накопления электрической энергии к сети для передачи накопленной энергии в сеть, устройства двенадцать - коммутирующее устройство, подключающее устройства накопления электрической энергии к сети для накопления электроэнергии, соединенные следующим образом: устройства один, три, восемь, десять и двенадцать включены последовательно, устройства два, четыре, пять, девять и одиннадцать включены последовательно, устройства один, три, восемь, десять, двенадцать подключены параллельно устройствам два, четыре, пять, девять, одиннадцать, начало устройства шесть подключено между устройствами пять и девять, конец устройства шесть подключен между устройствами три и восемь, начало устройства семь подключено между устройствами десять и восемь, конец устройства семь подключен между устройствами четыре и пять, к датчику тока линиями информационной связи параллельно подключены устройства девять и десять, к датчику напряжения линиями информационной связи параллельно подключены устройства один, два, пять, шесть, семь, восемь, одиннадцать и двенадцать. 2. The device for improving the quality of electric energy consists of a series-connected current sensor and an electric energy storage and transmission unit, to which a voltage sensor is connected in parallel, an electric consumer, distorting the shape of the supply voltage of the network, an electric energy storage and transmission unit, is connected in parallel to the electric energy storage and transmission unit energy consists of: one device - a switching device that connects the electric energy storage device to the network with "positive oh ”half-wave of the mains supply voltage, two devices — a switching device that connects the electric energy storage device to the network with a“ negative ”half-wave of the mains voltage, three devices — an electric energy storage device with a“ positive ”half-wave of the mains voltage, four devices — electric power storage device with a “negative” half-wave of the supply voltage of the network, device five — a switching device that connects the electric energy storage device to networks with a “negative” half-wave of the mains supply voltage, devices six - a switching device connecting the device for storing electric energy to the network with a “positive” half-wave of the mains voltage, devices seven - switching device connecting the device for storing electric energy to the network with a “negative” half-wave the supply voltage of the network, device eight — a switching device that connects the electric energy storage device to the network with a “positive” half-wave voltage of the network, device nine - a simulating device that sets the shape of the flowing current in the circuit when transmitting electricity to the network, device ten - the simulating device that sets the shape of the flowing current in the circuit when transmitting electricity, devices eleven - the switching device that connects the electric energy storage device to network for transferring accumulated energy to the network, device twelve - a switching device connecting devices for storing electric energy to the network for energy accumulation, connected as follows: devices one, three, eight, ten and twelve are connected in series, devices two, four, five, nine and eleven are connected in series, devices one, three, eight, ten, twelve are connected in parallel to devices two, four, five, nine, eleven, the beginning of device six is connected between devices five and nine, the end of device six is connected between devices three and eight, the beginning of device seven is connected between devices ten and eight, seven devices connected between the devices, four and five, the sensor current data communication lines are connected in parallel device nine and ten, the sensor voltage data communication lines are connected in parallel one device, two, five, six, seven, eight, eleven, and twelve.
RU2008128783/09A 2008-07-14 2008-07-14 Method for improvement of electric energy quality and device for its realisation RU2368991C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008128783/09A RU2368991C1 (en) 2008-07-14 2008-07-14 Method for improvement of electric energy quality and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008128783/09A RU2368991C1 (en) 2008-07-14 2008-07-14 Method for improvement of electric energy quality and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2368991C1 true RU2368991C1 (en) 2009-09-27

Family

ID=41169712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008128783/09A RU2368991C1 (en) 2008-07-14 2008-07-14 Method for improvement of electric energy quality and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2368991C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛОБУНЦОВ В.А. Энергетическая электроника. - М.: Энергоатомиздат, 1987, с.283. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mazumdar et al. Recurrent neural networks trained with backpropagation through time algorithm to estimate nonlinear load harmonic currents
CN107257202B (en) Optimal control method containing active energy-storage units type Boost PFC
Kececioglu et al. Power quality improvement using hybrid passive filter configuration for wind energy systems
CN101326445A (en) Method and device for measuring internal impedance of stationary battery
CN103078522B (en) A kind of control method of capacitor charging AC-DC series resonance matrix converter control device
CN204012751U (en) A kind of energy feedback type programmable electronic can be presented load device
CN106950512B (en) Energy storage converter grid-connected and grid-disconnected characteristic integrated detection system and method
Bentley et al. The interactive effects of multiple EV chargers within a distribution network
CN109189140A (en) A kind of ripple current generation circuit
Singer et al. A pure realization of loss-free resistor
CN108594001A (en) A kind of MMC multimode capacitance voltage measurement methods based on sampling instant classification
Gundebommu et al. Analysis of three-level diode clamped inverter for grid-connected renewable energy sources
RU186406U1 (en) REACTIVE AUTOMATIC COMPENSATION DEVICE
CN108880208A (en) A kind of estimation of bridge-type inverter output voltage DC component and suppressing method
CN202750021U (en) Converter for converting alternating current into direct current
RU2368991C1 (en) Method for improvement of electric energy quality and device for its realisation
CN102540907B (en) Parallel digital and analog integrated simulation interface and physical simulation subsystem interface
CN202443262U (en) Parallel-type digital/analog comprehensive simulation system interface and physical simulation subsystem interface
Kannan et al. Power quality improvement using UPQC for grid interconnected renewable energy sources
Tarisciotti et al. An improved Dead-Beat current control for Cascaded H-Bridge active rectifier with low switching frequency
CN209446692U (en) A kind of detection circuit and DC Electronic Loads for grid-connecting apparatus
Chen et al. Battery current-sharing power decoupling method for realizing a single-stage hybrid PV system
Pérez et al. Development of a Pure Sine Wave Current Inverter with IoT Monitoring
Zare et al. Harmonic Cancellations in Parallel Active Front End Inverters in Distribution Networks: IEC 61000-3-16 and Phase-Angles
Kirawanich et al. Potential harmonic impact of a residential utility-interactive photovoltaic system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100715