RU2726935C1 - Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения - Google Patents

Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения Download PDF

Info

Publication number
RU2726935C1
RU2726935C1 RU2020112653A RU2020112653A RU2726935C1 RU 2726935 C1 RU2726935 C1 RU 2726935C1 RU 2020112653 A RU2020112653 A RU 2020112653A RU 2020112653 A RU2020112653 A RU 2020112653A RU 2726935 C1 RU2726935 C1 RU 2726935C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
power
static
compensator
control device
Prior art date
Application number
RU2020112653A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Иванович Панфилов
Михаил Георгиевич Асташев
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы"
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 Акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы" filed Critical Акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы"
Priority to RU2020112653A priority Critical patent/RU2726935C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2726935C1 publication Critical patent/RU2726935C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электрических сетей и может быть использовано в устройствах поперечной компенсации с целью уменьшения потерь электрической энергии, регулирования напряжения в местах установки данных устройств в линию электропередачи (ЛЭП), а также управления мощностью, передаваемой по линии электропередачи. Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей статического компенсатора мощности, позволяющее регулировать как реактивную, так и активную мощность статического компенсатора и, соответственно, ЛЭП в точке подключения к ней статического компенсатора мощности. Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения и содержащего последовательное соединение реактивного элемента и управляющего устройства, включает задание генерируемой статическим компенсатором мощности, измерение напряжения на входных зажимах статического компенсатора мощности, вычисление, соответствующего заданной генерируемой мощности, значения напряжения управляющего устройства, синхронные с напряжением сети воздействия на управляющее устройство, обеспечивающие формирование вычисленного значения его напряжения. При этом напряжение управляющего устройства формируют с фазовым сдвигом относительно напряжения сети, например, путем суммирования мгновенных значений двух регулируемых синусоидальных напряжений, сдвинутых относительно друг друга на 90 электрических градусов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области электрических сетей и может быть использовано в устройствах поперечной компенсации с целью уменьшения потерь электрической энергии, регулирования напряжения в местах установки данных устройств в линию электропередачи (ЛЭП), а также управления мощностью, передаваемой по ЛЭП.
Известен способ управления статическим компенсатором мощности, включающий задание и формирование требуемого реактивного сопротивления статического компенсатора мощности, а также синхронизацию управляющих воздействий по изменению реактивного сопротивления компенсатора с синусоидальным напряжением сети (Патент RU на изобретение №2641643 опубл. 19.01.2018 г.).
Известен способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения и содержащего последовательное соединение реактивного элемента и управляющего устройства, включающий задание генерируемой статическим компенсатором мощности, измерение напряжения на входных зажимах статического компенсатора мощности, вычисление, соответствующего заданной генерируемой мощности, значения напряжения управляющего устройства, синхронные с напряжением сети воздействия на управляющее устройство, обеспечивающие формирование вычисленного значения его напряжения (Патент RU на изобретение №2675620 опубл. 21.12.2018 г.). Этот способ выбран в качестве прототипа.
Общий недостаток известных способов (аналога и прототипа) состоит в том, что они позволяют изменять только реактивную составляющую мощности статического компенсатора, оставляя неизменной ее активную составляющую.
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей статического компенсатора мощности, позволяющее регулировать как реактивную, так и активную мощность статического компенсатора и, соответственно, линии электропередачи в точке подключения к ней статического компенсатора мощности.
Предметом изобретения является способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения и содержащего последовательное соединение реактивного элемента и управляющего устройства, включающий задание генерируемой статическим компенсатором мощности, измерение напряжения на входных зажимах статического компенсатора мощности, вычисление, соответствующего заданной генерируемой мощности, значения напряжения управляющего устройства, синхронные с напряжением сети воздействия на управляющее устройство, обеспечивающие формирование вычисленного значения его напряжения, отличающийся тем, что напряжение управляющего устройства формируют с фазовым сдвигом относительно напряжения сети.
Изобретение имеет развитие, которое состоит в том, что напряжение управляющего устройства формируют путем суммирования мгновенных значений двух регулируемых синусоидальных напряжений, сдвинутых относительно друг друга на 90 электрических градусов.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг. 2 и фиг. 3 приведены векторные диаграммы напряжений и токов в основных точках схемы, представленной на фиг. 1.
На фиг. 1 сеть синусоидального переменного напряжения отображена источником синусоидального переменного напряжения 1, параллельно которому своими зажимами 2 и 3 подключен статический компенсатор мощности 4, содержащий последовательно соединенные управляющее устройство 5 и реактивный элемент 6.
К управляющему входу устройства 5 подключен выход системы управления 7. Входы системы управления 7 соединены с выходом датчика напряжения 8, измеряющего напряжение на зажимах 2 и 3 статического компенсатора мощности 4, и с выходом блока 9 задания мощности компенсатора 4. Общая точка последовательно соединенных устройства 5 и элемента 6 обозначена на фиг. 1 цифрой 10.
Заявляемый способ управления осуществляется следующим образом.
Полная мощность, генерируемая компенсатором мощности 4, определяется величиной реактивного сопротивления элемента 6, величиной синусоидального напряжения U2-10, формируемого устройством 5 между точками 2 и 10, а также сдвигом фазы этого напряжения по отношению к синусоидальному напряжению U2-3 на зажимах 2-3. В качестве элемента 6 могут выступать как индуктивный реактор, так и конденсатор. Мгновенное значение синусоидального напряжения, приложенного к элементу 6, определяется алгебраической суммой мгновенных значений напряжения U2-3 и напряжения U2-10, формируемого устройством 5 между зажимом 2 и точкой 10. В рассматриваемом на фиг. 2 примере предполагается, что напряжение U2-10 управляющего устройства 5 опережает на 90 электрических градусов напряжение U2-3. На векторной диаграмме, построенной в комплексной плоскости, напряжение U10-3 на реактивном элементе 6 определяется векторной суммой двух, сдвинутых по фазе на 90 электрических градусов векторов напряжений U2-3 и U2-10. Если в качестве реактивного элемента 6 используется конденсатор, то вектор тока Iс, протекающего через элемент 6, будет опережать вектор напряжения U10-3 на элементе 6, на 90 электрических градусов. Как видно из фиг. 2 угол сдвига фаз между током Iс и напряжением U2-3 превышает 90 электрических градусов на угол ψ между напряжениями U2-3 и U10-3.
В общем случае, напряжение U2-10, сформированное устройством 5, может иметь произвольный угол сдвига фазы относительно напряжения U2-3, как это показано на фиг. 3.
Комплексные значения напряжения U2-3 и тока Iс компенсатора мощности 4 определяются согласно, выражениями (1) и (2), а его полная мощность S2-3 вычисляется по выражению (3).
Figure 00000001
Figure 00000002
Как следует из выражения (3), при наличии угла сдвига ψ между напряжениями U2-3 и U10-3, компенсатор мощности 4 формирует на зажимах 2-3 не только реактивную мощность, определяемую вторым членом в правой части выражения (3), но и активную мощность, определяемую первым членом в правой части выражения (3).
При получении от блока 9 нового заданного значения требуемой от компенсатора 4 мощности S2-3, система управления 7 определяет (вычисляет), например, требуемую величину (действующее значение) синусоидального напряжения U2-10, формируемого на выходе управляющего устройства 5, и его фазовый сдвиг относительно напряжения U2-3 на зажимах 2-3 статического компенсатора мощности 4 и передает на вход управления устройства 5 соответствующее управляющее воздействие.
В другом частном случае для формирования комплексного напряжения U2-10 с фазовым сдвигом относительно напряжения U2-3 сети могут быть использованы два регулируемых по модулю синусоидальных напряжения, сдвинутые по фазе на 90 электрических градусов. В трехфазных электрических сетях в качестве таких напряжений могут быть использованы фазное напряжение одной фазы (например, напряжение Ua фазы А) и линейное напряжение между двумя другими фазами (например, напряжение Ubc - между фазами В и С). На векторной диаграмме трехфазной системы эти напряжения всегда перпендикулярны друг относительно друга. Таким образом, применение раздельного регулирования величин (модулей) этих напряжений в управляющем устройстве 5 позволит регулировать не только величину (модуль) напряжения комплексного напряжения U2-10, но и фазовый сдвиг этого напряжения относительно напряжения U2-3 в диапазоне от 0 до 360 электрических градусов.
Для сокращения длительности переходных процессов управляющие воздействия на устройство 5, обеспечивающие формирование вычисленных значений величины и фазового сдвига комплексного напряжения U2-10, выполняют синхронно с напряжением сети, информация о котором, поступает на вход системы управления 7 с выхода датчика напряжения 8. Моменты синхронного воздействия выбирают в зависимости от вида элемента 6 (индуктивный реактор или конденсатор), используемого в составе компенсатора мощности 4.
Из вышеизложенного видно, что формирование напряжения управляющего устройства 5 (напряжения U2-10) с фазовым сдвигом относительно напряжения сети (напряжение U2-3) позволяет управлять по заявляемому способу не только реактивной, но и активной мощностью компенсатора мощности 4.
Таким образом, использование совокупности признаков заявляемого способа управления позволяет регулировать как реактивную, так и активную мощности в точке подключения статического компенсатора мощности к линии электропередачи.

Claims (2)

1. Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения и содержащего последовательное соединение реактивного элемента и управляющего устройства, включающий задание генерируемой статическим компенсатором мощности, измерение напряжения на входных зажимах статического компенсатора мощности, вычисление, соответствующего заданной генерируемой мощности, значения напряжения управляющего устройства, синхронные с напряжением сети воздействия на управляющее устройство, обеспечивающие формирование вычисленного значения его напряжения, отличающийся тем, что напряжение управляющего устройства формируют с фазовым сдвигом относительно напряжения сети.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что напряжение управляющего устройства формируют путем суммирования мгновенных значений двух регулируемых синусоидальных напряжений, сдвинутых относительно друг друга на 90 электрических градусов.
RU2020112653A 2020-03-27 2020-03-27 Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения RU2726935C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112653A RU2726935C1 (ru) 2020-03-27 2020-03-27 Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020112653A RU2726935C1 (ru) 2020-03-27 2020-03-27 Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726935C1 true RU2726935C1 (ru) 2020-07-17

Family

ID=71616479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020112653A RU2726935C1 (ru) 2020-03-27 2020-03-27 Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726935C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749279C1 (ru) * 2020-11-23 2021-06-08 Дмитрий Иванович Панфилов Способ управления режимом работы линии электропередачи и устройство для его реализации
RU2804403C1 (ru) * 2023-03-15 2023-09-28 Дмитрий Иванович Панфилов Способ управления мощностью статического компенсатора реактивной мощности, работающего в сети синусоидального напряжения

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU493856A1 (ru) * 1974-01-28 1975-11-28 Предприятие П/Я М-5644 Компенсатор реактивной мощности
US5977660A (en) * 1996-08-09 1999-11-02 Mesta Electronics, Inc. Active harmonic filter and power factor corrector
RU155594U1 (ru) * 2014-11-11 2015-10-10 Юрий Константинович Розанов Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кв
RU2675620C1 (ru) * 2018-05-08 2018-12-21 Дмитрий Иванович Панфилов Способ управления мощностью статического компенсатора реактивной мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU493856A1 (ru) * 1974-01-28 1975-11-28 Предприятие П/Я М-5644 Компенсатор реактивной мощности
US5977660A (en) * 1996-08-09 1999-11-02 Mesta Electronics, Inc. Active harmonic filter and power factor corrector
RU155594U1 (ru) * 2014-11-11 2015-10-10 Юрий Константинович Розанов Многофункциональный регулятор качества электроэнергии для трехфазных распределительных систем электроснабжения 0,4 кв
RU2675620C1 (ru) * 2018-05-08 2018-12-21 Дмитрий Иванович Панфилов Способ управления мощностью статического компенсатора реактивной мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2749279C1 (ru) * 2020-11-23 2021-06-08 Дмитрий Иванович Панфилов Способ управления режимом работы линии электропередачи и устройство для его реализации
RU2804403C1 (ru) * 2023-03-15 2023-09-28 Дмитрий Иванович Панфилов Способ управления мощностью статического компенсатора реактивной мощности, работающего в сети синусоидального напряжения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3171503B1 (en) Cascaded multilevel converter self-test system and self-test method for the same
TWI416839B (zh) Unbalanced voltage compensation method, unbalanced voltage compensation device, three-phase converter control method, and three-phase converter control device
MX2011007028A (es) Convertidor multinivel como compensador de potencia reactiva con simetrizacion de la potencia activa.
TW413745B (en) Neutral point connected apparatus providing compensation to an AC power line
EP3365969B1 (en) Power modules with programmed virtual resistance
US20190157870A1 (en) Method And Control System For Controlling A Voltage Source Converter Using Power-Synchronization Control
EP2884653B1 (en) Improvements in or relating to the control of converters
RU2726935C1 (ru) Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения
EP3508866B1 (en) A method to determine three-phase load impedances driven by a power control device when no neutral reference is available in an alternative electrical network
CN106451537A (zh) 基于卡尔曼滤波算法的微型逆变器同步并网方法
KR102053848B1 (ko) 진상 및 지상 역률개선이 가능한 스마트 자동역률 보상장치
RU2739578C1 (ru) Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения
KR102053850B1 (ko) 진상 및 지상 역률개선이 가능한 스마트 자동역률 보상장치를 구비한 배전반
CN110224386A (zh) 一种单相接地电压补偿方法以及单相接地电压补偿装置
EP3172825A1 (en) A voltage source converter
EP2894778A1 (en) A controller for a voltage source converter
RU2742942C1 (ru) Способ управления режимами работы линии электропередачи
RU2749279C1 (ru) Способ управления режимом работы линии электропередачи и устройство для его реализации
RU2512886C1 (ru) Устройство компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети
RU2786122C1 (ru) Способ симметрирования режима работы трехпроводной линии электропередачи
RU2804403C1 (ru) Способ управления мощностью статического компенсатора реактивной мощности, работающего в сети синусоидального напряжения
JPH09135535A (ja) 静止型無効電力補償装置
EP2988406A1 (en) Improvements in or relating to the control of converters
EP4123863A1 (en) Electrical assembly
RU2745329C1 (ru) Трехфазный статический компенсатор мощности