RU2442260C1 - Method for increasing quality and efficiency of power usage (variant 7) - Google Patents

Method for increasing quality and efficiency of power usage (variant 7) Download PDF

Info

Publication number
RU2442260C1
RU2442260C1 RU2010134110/07A RU2010134110A RU2442260C1 RU 2442260 C1 RU2442260 C1 RU 2442260C1 RU 2010134110/07 A RU2010134110/07 A RU 2010134110/07A RU 2010134110 A RU2010134110 A RU 2010134110A RU 2442260 C1 RU2442260 C1 RU 2442260C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
energy
power
extracted
generated
Prior art date
Application number
RU2010134110/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Владимирович Устименко (RU)
Игорь Владимирович Устименко
Original Assignee
Игорь Владимирович Устименко
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 Игорь Владимирович Устименко filed Critical Игорь Владимирович Устименко
Priority to RU2010134110/07A priority Critical patent/RU2442260C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2442260C1 publication Critical patent/RU2442260C1/en

Links

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

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. ^ SUBSTANCE: according to the method, energy of quadrature current components is extracted from the power flow tapped by active inductance via a fully controlled solid-state PWM rectifier load. These current components belong to base frequency currents and higher harmonic components generated by non-linear load. The energy is extracted in the form of the equivalent energy of a repeated width-modulated current pulse sequence. The duration of these pulses is measured according to the change law of the idle current envelope curve, and, after the transformation via a controlled power source, the energy is returned into the power grid in the form of active energy via the basic frequency current. The suggested abovementioned power source is a PWM rectifier. ^ EFFECT: increase of the power usage quality and efficiency through the reduction of non-productive losses in the grid's power flow. ^ 1 dwg

Description

Способ относится к электротехнике и может быть использован для повышения качества и эффективности использования электроэнергии.The method relates to electrical engineering and can be used to improve the quality and efficiency of energy use.

Известен способ компенсации реактивной мощности (1), принятый в качестве аналога, при осуществлении которого индуктивная составляющая тока, генерируемая нелинейной нагрузкой, компенсируется емкостным током батарей конденсаторов (БК). Известный способ-аналог обладает недостатками, главными из которых являются зависимость реактивной мощности, генерируемой БК, от напряжения и их чувствительность к искажениям формы питающего напряжения. При этом имеет место малый срок службы БК и их недостаточная электрическая прочность.A known method of reactive power compensation (1), adopted as an analogue, in which the inductive component of the current generated by the non-linear load is compensated by the capacitive current of capacitor banks (BC). The known analogue method has disadvantages, the main of which are the dependence of the reactive power generated by the BC, on the voltage and their sensitivity to distortion of the shape of the supply voltage. In this case, there is a short service life of the battery and their insufficient electrical strength.

Известен способ (2), принятый в качестве прототипа, при осуществлении которого из потока мощности, отбираемого неактивной нагрузкой, извлекают часть энергии, обуславливающую ее непроизводительные потери, и после преобразования в гармонику основной частоты возвращают в энергосистему. В известном способе авторами предлагается утилизация высших гармонических составляющих напряжения. Однако известно, что процентное содержание гармоник в питающем напряжении не повторяет процентного содержания гармоник в токе, протекающем в энергосистеме, который формируется под воздействием нелинейной нагрузки. При этом именно ток, отбираемый нелинейной нагрузкой, определяет гармонический состав и процентное содержание гармоник в сети энергоснабжения. Таким образом, существенного уменьшения амплитуд высших гармоник в фазах энергосистемы, при осуществлении известного способа-прототипа, не произойдет. Кроме этого в способе-прототипе не предусмотрена компенсация реактивной «мощности», и, таким образом, имеют место непроизводительные потери энергии, обусловленные реактивными токами.The known method (2), adopted as a prototype, in which a part of the energy that causes its unproductive losses is extracted from the power flow, taken by an inactive load, and returned to the power system after conversion to the harmonic of the fundamental frequency. In a known method, the authors propose the disposal of the higher harmonic voltage components. However, it is known that the percentage of harmonics in the supply voltage does not repeat the percentage of harmonics in the current flowing in the power system, which is formed under the influence of a nonlinear load. Moreover, it is the current taken by the nonlinear load that determines the harmonic composition and percentage of harmonics in the power supply network. Thus, a significant decrease in the amplitudes of higher harmonics in the phases of the power system, when implementing the known prototype method, will not occur. In addition, the prototype method does not provide compensation for reactive "power", and, thus, there are unproductive energy losses due to reactive currents.

Задача, решаемая изобретением, - повышение качества и эффективности использования электроэнергии.The problem solved by the invention is to improve the quality and efficiency of energy use.

Это достигается тем, что согласно предложенному способу из потока мощности, отбираемого нелинейной активно-индуктивной нагрузкой, его реактивную составляющую, определяемую индуктивной составляющей гармоники основной частоты, и суммарную реактивную энергию высших гармоник, долю которых необходимо уменьшить, извлекают в виде эквивалентной энергии последовательности однополярных, периодически повторяющихся широтно-модулированных импульсов тока, длительность которых изменяется по закону изменения огибающей, извлекаемой реактивной составляющей тока, и, после ее преобразования, возвращают в энергосистему в виде активной энергии посредством тока основной частоты.This is achieved by the fact that according to the proposed method, from the power flux selected by the nonlinear active-inductive load, its reactive component, determined by the inductive component of the fundamental frequency harmonic, and the total reactive energy of higher harmonics, the proportion of which must be reduced, are extracted in the form of equivalent energy of a unipolar sequence, periodically repeating pulse-width modulated current pulses, the duration of which varies according to the law of variation of the envelope extracted by the reactive which leaves a current, and, after its conversion, is returned to the power system in the form of active energy by means of a current of fundamental frequency.

На чертеже представлена схема, поясняющая сущность заявленного способа. При этом введены следующие обозначения:The drawing shows a diagram explaining the essence of the claimed method. The following notation is introduced:

1 - энергосистема;1 - power system;

2 - датчик тока нагрузки;2 - load current sensor;

3 - полностью управляемый транзисторный ШИМ-выпрямитель;3 - fully controllable transistor PWM rectifier;

4 - управляемый преобразователь мощности;4 - controlled power converter;

5 - фильтр гармоники тока основной частоты;5 - harmonic filter of the current of the fundamental frequency;

6 - блок формирования логического сигнала;6 - block generating a logical signal;

7 - блок формирования модулирующего сигнала;7 - block generating a modulating signal;

8 - нелинейная нагрузка;8 - nonlinear load;

9 - датчик напряжения;9 - voltage sensor;

10 - выпрямитель;10 - rectifier;

11 - управляемый масштабный усилитель;11 - controlled scale amplifier;

12 - блок управления;12 - control unit;

13 - датчик тока;13 - current sensor;

14 - емкостный накопитель;14 - capacitive storage;

15 - датчик питающего напряжения.15 - sensor voltage supply.

Суть способа заключается в следующем. Как известно, в энергосети при питании от нее нелинейных активно-индуктивных нагрузок имеют место следующие факты: форма тока искажается за счет появления в нем высших гармонических составляющих основной частоты; в энергосистеме появляется реактивная составляющая мгновенной мощности гармоники основной частоты. Последний факт связан с тем, что часть энергии, запасенная в магнитном поле реактивной нагрузки, возвращается назад в источник в виде реактивной составляющей тока. Протекание реактивного тока обеспечивается ЭДС самоиндукции. При этом знаки питающего напряжения и ЭДС самоиндукции, как известно, противоположны. Реактивными являются также токи высших гармоник. Отрицательный эффект, связанный с реактивными токами, как известно, заключается в дополнительных непроизводительных потерях энергии в энергосистеме.The essence of the method is as follows. As you know, the following facts take place in the power network when it is powered by non-linear active-inductive loads: the shape of the current is distorted due to the appearance of higher harmonic components of the fundamental frequency in it; a reactive component of the instantaneous harmonic power of the fundamental frequency appears in the power system. The latter fact is related to the fact that part of the energy stored in the magnetic field of the reactive load returns back to the source as a reactive component of the current. The flow of reactive current is provided by self-induction EMF. In this case, the signs of the supply voltage and EMF of self-induction, as is known, are opposite. High harmonic currents are also reactive. The negative effect associated with reactive currents, as is known, consists in additional unproductive energy losses in the power system.

В заявленном способе задача повышения качества и эффективности использования электроэнергии решается путем снижения ее непроизводительных потерь. При этом предлагается из потока мощности, отбираемого активно-индуктивной нагрузкой, извлекать индуктивную составляющую тока гармоники основной частоты и реактивные токи высших гармоник, долю которых необходимо уменьшить, и, после преобразования, возвращать в энергосистему в виде активной энергии посредством тока основной частоты. Задача извлечения упомянутых реактивных составляющих решается применением полностью управляемого транзисторного ШИМ-выпрямителя, построенного на IGBT-модулях. Протекание реактивных токов в каждом из плеч полностью управляемого транзисторного выпрямителя обеспечивается, в каждый полупериод питающего напряжения, действием ЭДС самоиндукции. При этом транзисторы каждого из плеч управляемого моста открываются под воздействием ЭДС самоиндукции, на время, в течение которого в энергосистеме протекают реактивные составляющие токов гармоник: основной частоты и высших составляющих. Управление транзисторами осуществляют посредством модулирующего сигнала с заданными характеристиками. Использование IGBT-транзисторов при выпрямлении тока позволяет использовать их управляющие свойства относительно токов. При этом осуществляется избирательное выпрямление только тех составляющей тока, которые задаются сигналом управления. На выходе управляемого транзисторного ШИМ-выпрямителя присутствует последовательность однополярных периодически повторяющихся широтно-модулированных импульсов, энергия которых эквивалентна извлекаемой из энергосистемы энергии реактивной составляющей токов: основной и высших гармоник; а длительность которых изменяется по закону изменения ее огибающей. Далее, извлеченная энергия накапливается в емкостном накопителе и после преобразования посредством дополнительного источника мощности, в качестве которого предлагается использовать ШИМ-инвертор, возвращается в энергосистему в виде активной энергии посредством тока основной частоты. При этом контур, в котором замыкается реактивная энергия тока основной частоты и высших гармоник, генерируемая нагрузкой, ограничивается точкой подсоединения устройства, обеспечивающего ее извлечение. Таким образом, энергосистема разгружается от индуктивной составляющей тока.In the claimed method, the task of improving the quality and efficiency of energy use is solved by reducing its unproductive losses. At the same time, it is proposed to extract the inductive component of the harmonic current of the fundamental frequency and the reactive currents of higher harmonics, the fraction of which must be reduced, and, after conversion, return to the power system in the form of active energy by means of the current of the fundamental frequency from the power flow selected by the active-inductive load. The task of extracting the aforementioned reactive components is solved by the use of a fully controlled transistor PWM rectifier built on IGBT modules. The flow of reactive currents in each of the arms of a fully controlled transistor rectifier is provided, in each half-cycle of the supply voltage, by the action of the self-induction EMF. At the same time, the transistors of each of the arms of the controlled bridge open under the influence of the self-induction EMF, for the time during which the reactive components of the harmonic currents flow in the power system: the fundamental frequency and the higher components. Transistors are controlled by a modulating signal with predetermined characteristics. The use of IGBT transistors for rectification of current allows you to use their control properties relative to currents. In this case, selective rectification of only those current components that are set by the control signal is carried out. At the output of the controlled transistor PWM rectifier, there is a sequence of unipolar periodically repeating pulse-width modulated pulses, the energy of which is equivalent to the energy of the reactive component of the currents extracted from the power system: main and higher harmonics; and the duration of which varies according to the law of change of its envelope. Further, the extracted energy is accumulated in the capacitive storage and, after conversion by means of an additional power source, which is proposed to use a PWM inverter, is returned to the power system in the form of active energy by means of a fundamental frequency current. In this case, the circuit in which the reactive energy of the current of the fundamental frequency and the higher harmonics generated by the load is closed is limited to the connection point of the device providing its extraction. Thus, the power system is unloaded from the inductive component of the current.

Способ осуществляется следующим образом. Нелинейная активно-индуктивная нагрузка 8 отбирает из энергосистемы вместе активной индуктивную составляющую энергии и генерирует высшие гармонические составляющие. При этом энергосистема загружается реактивными токами гармоники основной частоты и высших гармоник, обуславливающими непроизводительные потери мощности. Посредством датчика тока 2 и датчика питающего напряжения 15 формируют пропорциональные им сигналы. При этом на выходе датчика тока 2 сигнал, пропорциональный несинусоидальному току, отбираемому нагрузкой 8, отстает от напряжения на ее зажимах на некоторый угол, определяющий коэффициент мощности в энергосистеме, относительно гармоники основной частоты. В блоке формирования логического сигнала 6 сравниваются знаки поступающих на его входы с выходов датчика тока 2 и датчика питающего напряжения 15 сигналов, и на его выходе формируется цифровая последовательность нулей и единиц, причем при совпадении знаков сигналов, пропорциональных току и напряжению, на выходе блока 6 формируется логическая единица, а в остальных случаях - логический ноль. Таким образом, логическая единица соответствует той части периода, в течение которого нагрузка 8 отбирает из энергосистемы активную мощность. Далее, сигнал с выхода блока 6 поступает на один из входов блока формирования модулирующего сигнала 7, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный току, отбираемому нагрузкой 8. Таким образом, в те моменты, в течение которых логический ноль, поступающий с выхода блока 6, совпадает на входе блока 7 с положительной полуволной отбираемого нагрузкой 8 тока, на выходе блока 7 формируются модулирующие импульсы напряжения, пропорциональные индуктивной составляющей тока, отбираемого нагрузкой 8, и синфазные по отношению к ней. В течение времени действия импульсов напряжения, сформированных блоком 7, на управляющих входах полностью управляемого транзисторного ШИМ-выпрямителя 3, питание последнего осуществляется за счет ЭДС самоиндукции. Таким образом, посредством управляемого транзисторного ШИМ-выпрямителя 3 осуществляется извлечение индуктивной составляющей тока, включающей реактивные токи гармоники основной частоты и высших гармоник, отбираемого активно-индуктивной нагрузкой 8, в форме, способствующей ее накоплению. При этом на его выходе формируется последовательность однополярных периодически повторяющихся широтно-модулированных импульсов тока, которая посредством емкостного накопителя 14 поступает на вход управляемого преобразователя мощности 4, в качестве которого используется ШИМ-инвертор. В емкостном накопителе последовательность однополярных периодически повторяющихся широтно-модулированных импульсов тока, энергия которых эквивалентна извлекаемому из энергосистемы реактивному току, включающему индуктивную составляющую тока гармоники основной частоты и реактивные составляющие токов высших гармоник, отбираемому активно-индуктивной нагрузкой, а их длительность изменяется по закону изменения огибающей упомянутой реактивной составляющей тока, накапливается в виде энергии постоянного тока. Полученное таким образом напряжение используется для питания управляемого преобразователя мощности 4, посредством которого накопленная энергия преобразуется в энергию гармоники основной частоты и возвращается в энергосистему. При этом управление блоком 4 осуществляют сигналом, сформированным посредством питающего напряжения, задающим фазу (равную нулю по отношению к питающему напряжению) возвращаемого в энергосистему тока. Очевидно, что мощность, затрачиваемая на формирование тока основной частоты, должна быть больше суммарной реактивной мощности гармоники основной частоты и высших гармоник, извлекаемых из энергосистемы, и, соответственно, накопленной в емкостном накопителе 14 на величину потерь, имеющих место при преобразовании энергии. В связи с этим величина сигнала, управляющего ШИМ-инвертором, должна обеспечивать это соответствие, в противном случае поток мощности в цепи «ШИМ-инвертор - ШИМ-выпрямитель - система энергоснабжения» не будет непрерывным. Величина сигнала, обеспечивающего соответствие упомянутых мощностей, формируется следующим образом. Посредством датчика напряжения 9 формируют сигнал, заранее задаваясь его минимальным значением, пропорциональный извлекаемой из энергосистемы суммарной реактивной мощности высших гармоник и реактивной мощности гармоники основной частоты, поступающий на один из входов блока управления 12, на второй вход которого поступает сигнал, сформированный цепочкой, состоящей из датчика тока 13 и выпрямителя 10, посредством сигнала гармоники основной частоты и пропорциональный мощности, возвращаемой в энергосистему, с помощью управляемого преобразователя мощности 4. При этом в блоке управления 12 упомянутые сигналы сравниваются по величине и их разница преобразуется в пропорциональный ей сигнал, который поступает на управляющий вход управляемого масштабного усилителя 11, коэффициент усиления которого выбирают из расчета на упомянутые потери мощности, и который управляет сигналом, сформированным описанным выше способом, из питающего нагрузку поступающего на его сигнальный вход напряжения. Таким образом, величина сигнала, управляющего работой ШИМ-инвертора, и следовательно, управляющая величиной мощности, возвращаемой в энергосистему, формируется пропорционально соотношению мощностей: извлекаемой из энергосистемы суммарной реактивной мощности высших гармоник и реактивной мощности гармоники основной частоты, и мощности, возвращаемой в энергосистему. При этом величина тока, генерируемого в энергосистему, увеличивается до тех пор, пока напряжение в емкостном накопителе 14 не достигнет минимальной величины. Таким образом, снижение напряжения в емкостном накопителе 14 до минимального уровня отражает тот факт, что практически вся извлекаемая из энергосистемы реактивная мощность преобразуется в энергию гармоники основной частоты.The method is as follows. Nonlinear active-inductive load 8 selects the active inductive component of energy from the power system together and generates higher harmonic components. In this case, the power system is loaded with reactive currents of harmonics of the fundamental frequency and higher harmonics, causing unproductive power losses. By means of a current sensor 2 and a supply voltage sensor 15, signals proportional to them are generated. At the same time, at the output of the current sensor 2, the signal proportional to the non-sinusoidal current sampled by the load 8 lags the voltage at its terminals by an angle determining the power factor in the power system relative to the fundamental frequency harmonic. In the block for generating the logical signal 6, the signs of the signals arriving at its inputs from the outputs of the current sensor 2 and the sensor of the supply voltage 15 are compared, and a digital sequence of zeros and ones is generated at its output, and if the signs of the signals are proportional to the current and voltage, the output of block 6 a logical unit is formed, and in other cases a logical zero. Thus, the logical unit corresponds to that part of the period during which the load 8 selects active power from the power system. Further, the signal from the output of block 6 is fed to one of the inputs of the block for generating the modulating signal 7, the second input of which receives a signal proportional to the current taken by the load 8. Thus, at those moments during which a logical zero coming from the output of block 6 , coincides at the input of block 7 with the positive half-wave of the current taken by load 8, modulating voltage pulses are generated at the output of block 7, which are proportional to the inductive component of the current taken by load 8, and in-phase with respect to it. During the duration of the voltage pulses generated by block 7, at the control inputs of a fully controlled transistor PWM rectifier 3, the latter is powered by self-induction EMF. Thus, by means of a controlled transistor PWM rectifier 3, the inductive component of the current is extracted, which includes the reactive currents of the harmonics of the fundamental frequency and higher harmonics, selected by the active-inductive load 8, in a form that contributes to its accumulation. At the same time, at its output, a sequence of unipolar periodically repeating pulse-width modulated current pulses is formed, which, through the capacitive storage 14, is fed to the input of a controlled power converter 4, which uses a PWM inverter. In a capacitive storage device, a sequence of unipolar periodically repeating pulse-width modulated current pulses, whose energy is equivalent to the reactive current extracted from the power system, including the inductive component of the harmonic current of the fundamental frequency and the reactive components of the higher harmonics currents selected by the active-inductive load, and their duration varies according to the law of the envelope said reactive component of the current, is accumulated in the form of direct current energy. The voltage thus obtained is used to power a controlled power converter 4, by which the stored energy is converted into harmonic energy of the fundamental frequency and returned to the power system. In this case, the control unit 4 is carried out by a signal generated by the supply voltage, specifying the phase (equal to zero in relation to the supply voltage) of the current returned to the power system. Obviously, the power spent on generating the fundamental frequency current must be greater than the total reactive power of the fundamental frequency harmonics and higher harmonics extracted from the power system, and, accordingly, accumulated in the capacitive storage 14 by the amount of losses that occur during energy conversion. In this regard, the magnitude of the signal controlling the PWM inverter must ensure this correspondence, otherwise the power flow in the circuit "PWM inverter - PWM rectifier - power supply system" will not be continuous. The magnitude of the signal, ensuring compliance with the mentioned powers, is formed as follows. By means of a voltage sensor 9, a signal is generated, predetermined by its minimum value, proportional to the total reactive power of the higher harmonics and the reactive power of the fundamental frequency harmonic extracted from the power system, fed to one of the inputs of the control unit 12, to the second input of which a signal formed by a circuit consisting of a current sensor 13 and a rectifier 10, by means of a harmonic signal of the fundamental frequency and proportional to the power returned to the power system using a controlled conversion power indicator 4. In this case, the control signals 12 are compared in magnitude and their difference is converted into a signal proportional to it, which is fed to the control input of the controlled scale amplifier 11, the gain of which is selected based on the mentioned power loss, and which controls the signal, formed by the method described above, from the voltage supplying the load to its signal input. Thus, the magnitude of the signal that controls the operation of the PWM inverter, and therefore, controls the amount of power returned to the power system, is formed in proportion to the ratio of powers: the total reactive power of the higher harmonics and the reactive power of the harmonic of the fundamental frequency extracted from the power system and the power returned to the power system. In this case, the magnitude of the current generated in the power system increases until the voltage in the capacitive storage 14 reaches the minimum value. Thus, the decrease in voltage in the capacitive storage 14 to a minimum level reflects the fact that almost all of the reactive power extracted from the power system is converted into harmonic energy of the fundamental frequency.

О реализации заявленного способа необходимо отметить следующее.On the implementation of the claimed method, the following should be noted.

Использование в заявленном способе полностью управляемого ШИМ-выпрямителя транзисторного типа, работающего в ключевом режиме на частотах, превышающих частоту модулируемого управляющего сигнала, является оптимальным. При этом полностью управляемый транзисторный ШИМ-выпрямитель позволяет произвольно, в зависимости от поставленной задачи, формировать огибающую выпрямленного тока, потребляемого из питающей сети. Помехи от работы полностью управляемого транзисторного ШИМ-выпрямителя могут быть отфильтрованы посредством стандартных решений при минимальных энерго- и материальных затратах. Необходимо отметить также следующий факт. Одним из преимуществ извлечения тока заданной частоты посредством полностью управляемого транзисторного ШИМ-выпрямителя является простота его перестройки при изменении текущего коэффициента мощности в энергосистеме. Для этого достаточно изменить модулирующий сигнал управления.The use in the claimed method of a fully controlled PWM rectifier transistor type, operating in key mode at frequencies higher than the frequency of the modulated control signal, is optimal. In this case, a fully controllable transistor PWM rectifier allows you to arbitrarily, depending on the task, to form the envelope of the rectified current consumed from the supply network. The interference from the operation of a fully controlled transistor PWM rectifier can be filtered out using standard solutions with minimal energy and material costs. The following fact should also be noted. One of the advantages of extracting a current of a given frequency through a fully controlled transistor PWM rectifier is the simplicity of its adjustment when the current power factor in the power system changes. To do this, just change the modulating control signal.

Таким образом, в результате последовательности действий, воспроизведенных в соответствии с заявленным способом повышения качества и эффективности использования электроэнергии, из энергосистемы извлекается и утилизируется индуктивная составляющая тока основной частоты и реактивная энергия высших гармоник, долю которых необходимо уменьшить в потоке мощности, отбираемом нелинейной активно-индуктивной нагрузкой.Thus, as a result of the sequence of actions reproduced in accordance with the claimed method of improving the quality and efficiency of electricity use, the inductive component of the main frequency current and the reactive energy of higher harmonics are extracted and disposed of from the power system, the proportion of which must be reduced in the power flow selected by the nonlinear active-inductive load.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Рекус Г.Г. Электрооборудование производств: Справ, пособие [Текст] / Рекус Г.Г. М.: Высш. шк., 2007, с.334.1. Rekus G.G. Electrical equipment of production: Reference, allowance [Text] / Rekus G.G. M .: Higher. school., 2007, p.334.

2. Патент РФ №2237334, опубликовано: 2004.05.20.2. RF patent No. 2237334, published: 2004.05.20.

Claims (1)

Способ повышения качества и эффективности использования электроэнергии, при котором из потока мощности, отбираемого неактивной нелинейной нагрузкой, извлекают часть энергии, обуславливающую ее непроизводительные потери, и после преобразования в гармонику основной частоты генерируют в энергосистему, отличающийся тем, что генерируемый в энергосистему ток основной частоты формируют как активный за счет извлекаемой из энергосистемы энергии реактивных составляющих токов основной частоты и группы высших гармоник, генерируемых нелинейной нагрузкой, в виде эквивалентной энергии последовательности однополярных, периодически повторяющихся широтно-модулированных импульсов тока, длительность которых изменяется по закону изменения огибающей извлекаемого из энергосистемы суммарного реактивного тока, посредством полностью управляемого ШИМ-выпрямителя транзисторного типа, управляемого модулирующим сигналом, который предварительно формируют по результату сравнения знаков двух составляющих - аналоговой, пропорциональной извлекаемой реактивной составляющей тока, и составляющей, которую в случае равенства знаков сравниваемых напряжений: питающего нагрузку и пропорционального упомянутой аналоговой составляющей - формируют в виде логического сигнала, при этом в случае, если знаки составляющих противоположны, упомянутый модулирующий сигнал формируют и посредством его в каждый полупериод питающего нагрузку напряжения осуществляют извлечение упомянутого реактивного тока, при этом генерируемый в энергосистему активный ток основной частоты формируют посредством дополнительного управляемого источника мощности, питание которого осуществляют за счет извлеченной реактивной составляющей энергии, а управление которым осуществляют посредством модулирующего сигнала, сформированного из напряжения, питающего упомянутую нелинейную нагрузку, величину которого предварительно формируют пропорционально геометрической разности сигналов, пропорциональных составляющим мощностей: извлекаемой из энергосистемы реактивной составляющей и генерируемой в энергосистему активной составляющей тока основной частоты. A method of improving the quality and efficiency of energy use, in which a part of the energy that causes its unproductive losses is extracted from the power flow taken by an inactive non-linear load, and after conversion to the fundamental frequency harmonic is generated into the power system, characterized in that the main frequency current generated in the power system is formed as active due to the energy of the reactive components of the currents of the fundamental frequency and the group of higher harmonics generated by the nonlinear energy extracted from the power system load, in the form of equivalent energy, of a sequence of unipolar, periodically repeating pulse-width modulated current pulses, the duration of which varies according to the law of the envelope of the total reactive current extracted from the power system, through a fully controlled transistor-type PWM rectifier controlled by a modulating signal, which is preliminarily generated by the result comparing the signs of two components - an analogue, proportional to the extracted reactive component of the current, and which, in the case of equal signs of the compared voltages: supplying the load and proportional to the mentioned analogue component, is formed in the form of a logical signal, in this case, if the signs of the components are opposite, the said modulating signal is generated and by means of it the said voltage is extracted into each half-period of the supplying load reactive current, while the active current of the main frequency generated in the power system is generated by an additional controlled source power, the power of which is provided by the extracted reactive component of energy, and which is controlled by a modulating signal generated from a voltage supplying the aforementioned non-linear load, the value of which is pre-formed in proportion to the geometric difference of the signals proportional to the power components: the reactive component extracted from the power system and generated in power system of the active component of the current of the main frequency.
RU2010134110/07A 2010-08-13 2010-08-13 Method for increasing quality and efficiency of power usage (variant 7) RU2442260C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010134110/07A RU2442260C1 (en) 2010-08-13 2010-08-13 Method for increasing quality and efficiency of power usage (variant 7)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010134110/07A RU2442260C1 (en) 2010-08-13 2010-08-13 Method for increasing quality and efficiency of power usage (variant 7)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2442260C1 true RU2442260C1 (en) 2012-02-10

Family

ID=45853806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010134110/07A RU2442260C1 (en) 2010-08-13 2010-08-13 Method for increasing quality and efficiency of power usage (variant 7)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2442260C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Genc et al. DSP-based current sharing of average current controlled two-cell interleaved boost power factor correction converter
CN102422519B (en) PFC converter
US8493757B2 (en) AC/DC converter with a PFC and a DC/DC converter
CN103023299B (en) Control method of power factor conversion device
Kim et al. New modulated carrier controlled PFC boost converter
US9413270B2 (en) Single-phase three-wire power control system and power control method therefor
CN103296883B (en) A kind of wide input voltage wide loading range straight convertor control method and device thereof
RU155594U1 (en) MULTIFUNCTIONAL ELECTRICITY QUALITY REGULATOR FOR THREE PHASE DISTRIBUTION SYSTEMS OF ELECTRICITY SUPPLY OF 0.4 KV
CN103414334A (en) DCM Boost PFC convertor with long service life and PF as 1
Sangu Ravindra et al. Design of Shunt Active Power Filter to eliminate the harmonic currents and to compensate the reactive power under distorted and or imbalanced source voltages in steady state
RU2442260C1 (en) Method for increasing quality and efficiency of power usage (variant 7)
CN109194132B (en) Control method for high-frequency transformer temperature field test power supply topology
Xu et al. Experimental evaluations of thinned-out and PDM controlled class-D rectifier
RU2442262C1 (en) Method for increasing quality and efficiency of power usage (variant 8)
Bagawade et al. Digital implementation of one-cycle controller (OCC) for AC-DC converters
RU2435273C1 (en) Method to increase efficiency of power usage (version 1)
Kalla Sliding reinforced competitive learning scheme for voltage and frequency regulation of diesel engine driven standalone single-phase generators
CN203398988U (en) Improved outer loop control direct-current converter
CN208143107U (en) A kind of New single-phase mixing three-level rectifier
RU2459336C2 (en) Method to increase quality and efficiency of electric energy usage (version 1)
Abramovitz et al. Investigation of an alternative APFC control with no sensing of line voltage based on a triangular modulation carrier
RU2435279C1 (en) Method to increase quality and efficiency of electric energy usage (version 6)
RU2435275C1 (en) Method to increase quality and efficiency of electric energy usage (version 4)
RU2435274C1 (en) Method to increase efficiency of power usage (version 2)
RU2435272C1 (en) Method to increase efficiency of power usage (version 3)

Legal Events

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

Effective date: 20120814