RU2739578C1 - 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 PDFInfo
- Publication number
- RU2739578C1 RU2739578C1 RU2020121425A RU2020121425A RU2739578C1 RU 2739578 C1 RU2739578 C1 RU 2739578C1 RU 2020121425 A RU2020121425 A RU 2020121425A RU 2020121425 A RU2020121425 A RU 2020121425A RU 2739578 C1 RU2739578 C1 RU 2739578C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- power
- controlled
- static
- compensator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power
-
- 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
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
-
- 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
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 ЛЭП. Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей статического компенсатора мощности, позволяющее регулировать с уменьшенным интервалом дискретности как реактивную, так и активную мощности статического компенсатора и соответственно линии электропередачи в точке подключения к ней статического компенсатора мощности. Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения и содержащего последовательное соединение управляемого реактивного сопротивления и управляемого источника напряжения, включает задание генерируемой статическим компенсатором мощности, измерение напряжения на входных зажимах статического компенсатора мощности, вычисление соответствующих заданной генерируемой мощности значений напряжения управляемого источника напряжения и управляемого реактивного сопротивления, синхронных с напряжением сети воздействия на управляемый источник напряжения и на управляемое реактивное сопротивление, обеспечивающих формирование указанных вычисленных значений напряжения и сопротивления. При этом напряжение управляемого источника напряжения формируют с фазовым сдвигом относительно напряжения сети, например, путем суммирования мгновенных значений двух сдвинутых во времени регулируемых синусоидальных напряжений. 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 на изобретение RU 2641643 опубл. 19.01.2018 г.).
Известен способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения и содержащего последовательное соединение реактивного сопротивления и управляемого источника напряжения, включающий задание генерируемой статическим компенсатором мощности, измерение напряжения на входных зажимах статического компенсатора мощности, вычисление, соответствующего заданной генерируемой мощности, значения напряжения управляемого источника напряжения и синхронные с напряжением сети воздействия на управляемый источник напряжения, обеспечивающие формирование вычисленного значения его напряжения (Патент на изобретение RU2675620 опубл. 21.12.2018 г.).
Общий недостаток известных способов состоит в том, что они позволяют изменять только реактивную составляющую мощности статического компенсатора, оставляя неизменной ее активную составляющую, при этом дискретность указанных изменений ограничена возможностями переключения одного управляемого элемента (реактивного сопротивления в патенте RU 2641643 или источника напряжения в патенте RU 2675620).
Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей статического компенсатора мощности, позволяющее регулировать с уменьшенным интервалом дискретности как реактивную, так и активную мощности 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 управляемого реактивного сопротивления и управляемого источника напряжения, включающий задание генерируемой статическим компенсатором мощности, измерение напряжения на входных зажимах статического компенсатора мощности, вычисление, соответствующих заданной генерируемой мощности, значений напряжения управляемого источника напряжения и управляемого реактивного сопротивления, синхронные с напряжением сети воздействия на управляемый источник напряжения и на управляемое реактивное сопротивление, обеспечивающие формирование указанных вычисленных значений напряжения и сопротивления, при этом напряжение управляемого источника напряжения формируют с фазовым сдвигом относительно напряжения сети.
Изобретение имеет развитие, которое состоит в том, что напряжение управляющего устройства формируют путем суммирования мгновенных значений двух сдвинутых во времени регулируемых синусоидальных напряжений.
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 управляемый источник 5 напряжения и управляемое реактивное сопротивление 6.
К управляющему входу источника 5 подключен первый выход системы управления 7, к управляющему входу сопротивления 6 - ее второй выход. 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 источника 5 и сопротивления 6 обозначена на фиг. 1 цифрой 10.
Заявляемый способ управления осуществляется следующим образом.
Полная мощность, генерируемая компенсатором мощности 4, определяется величиной реактивного сопротивления 6, величиной синусоидального напряжения U2-10, формируемого источником 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 сопротивления 6 могут выступать как индуктивный реактор, так и конденсатор. Мгновенное значение синусоидального напряжения, приложенного к сопротивлению 6, определяется алгебраической суммой мгновенных значений напряжения U2-3 и напряжения U2-10, формируемого источником 5 между зажимом 2 и точкой 10. В рассматриваемом на фиг. 2 примере предполагается, что напряжение U2-10 источника 5 опережает на 90 электрических градусов напряжение U2-3. На векторной диаграмме, построенной в комплексной плоскости, напряжение U10-3 на реактивном сопротивлении 6 определяется векторной суммой двух, сдвинутых по фазе на 90 электрических градусов векторов напряжений U2-3 и U2-10. Если в качестве реактивного сопротивления 6 используется конденсатор, то вектор тока Iс, протекающего через сопротивление 6, будет опережать вектор напряжения U10-3 на сопротивлении 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 источником 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).
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 источника 5, и фазовый сдвиг напряжения U2-10 относительно напряжения U2-3 на зажимах 2-3 статического компенсатора мощности 4 и необходимую величину реактивного сопротивления 6 соответствующие управляющие воздействия.
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 источнике 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.
В качестве управляемого реактивного сопротивления 6 могут быть использованы управляемые реакторные и конденсаторные группы (например, известная из патента RU 2631678 «Реакторная группа, коммутируемая тиристорами»).
Для сокращения длительности переходных процессов управляющие воздействия на источник 5, обеспечивающие формирование вычисленных значений величины и фазового сдвига комплексного напряжения U2-10, и воздействия на сопротивление 6, обеспечивающие формирование его вычисленного значения, 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 управляемого реактивного сопротивления 6 (индуктивный реактор или конденсатор), используемого в составе компенсатора мощности 4.
Из вышеизложенного видно, что формирование напряжения источника 5 (напряжения U2-10) с фазовым сдвигом относительно напряжения сети (напряжение U2-3) и управление реактивным сопротивлением 6 позволяет с уменьшенным интервалом дискретизации регулировать не только реактивную, но и активную мощность компенсатора мощности 4. Например, управление только одной ступенью дискретного регулирования реактивного сопротивления 6 позволяет в два раза увеличить число дискретных значений регулируемой мощности компенсатора.
Таким образом, использование совокупности признаков заявляемого способа управления расширяет функциональные возможности устройства, позволяя с уменьшенным интервалом дискретности (и соответственно с повышенной точностью) 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 управляемого реактивного сопротивления и управляемого источника напряжения, включающий задание генерируемой статическим компенсатором мощности, измерение напряжения на входных зажимах статического компенсатора мощности, вычисление соответствующих заданной генерируемой мощности значений напряжения управляемого источника напряжения и управляемого реактивного сопротивления, синхронных с напряжением сети воздействия на управляемый источник напряжения и на управляемое реактивное сопротивление, обеспечивающих формирование указанных вычисленных значений напряжения и сопротивления, при этом напряжение управляемого источника напряжения формируют с фазовым сдвигом относительно напряжения сети.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что напряжение управляемого источника напряжения формируют путем суммирования мгновенных значений двух сдвинутых во времени регулируемых синусоидальных напряжений.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121425A RU2739578C1 (ru) | 2020-04-24 | 2020-04-24 | Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121425A RU2739578C1 (ru) | 2020-04-24 | 2020-04-24 | Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2739578C1 true RU2739578C1 (ru) | 2020-12-28 |
Family
ID=74106356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020121425A RU2739578C1 (ru) | 2020-04-24 | 2020-04-24 | Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2739578C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7638986B2 (en) * | 2006-06-28 | 2009-12-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Control system for static VAR compensator |
| RU2641643C2 (ru) * | 2016-06-09 | 2018-01-19 | Дмитрий Иванович Панфилов | Способ управления управляемым шунтирующим реактором и устройство для его осуществления |
| RU2675620C1 (ru) * | 2018-05-08 | 2018-12-21 | Дмитрий Иванович Панфилов | Способ управления мощностью статического компенсатора реактивной мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения |
| EP3261209B1 (en) * | 2016-06-24 | 2019-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Method, control apparatus, system and computer program product for reactive power and voltage control in distribution grids |
-
2020
- 2020-04-24 RU RU2020121425A patent/RU2739578C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7638986B2 (en) * | 2006-06-28 | 2009-12-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Control system for static VAR compensator |
| RU2641643C2 (ru) * | 2016-06-09 | 2018-01-19 | Дмитрий Иванович Панфилов | Способ управления управляемым шунтирующим реактором и устройство для его осуществления |
| EP3261209B1 (en) * | 2016-06-24 | 2019-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Method, control apparatus, system and computer program product for reactive power and voltage control in distribution grids |
| RU2675620C1 (ru) * | 2018-05-08 | 2018-12-21 | Дмитрий Иванович Панфилов | Способ управления мощностью статического компенсатора реактивной мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2526992B2 (ja) | 交流出力変換器の並列運転システム | |
| TW413745B (en) | Neutral point connected apparatus providing compensation to an AC power line | |
| US10389129B2 (en) | Method and control system for controlling a voltage source converter using power-synchronization control | |
| AU2016204594B1 (en) | Cascaded multilevel converter self-test system and self-test method for the same | |
| TW201131927A (en) | Unbalanced voltage compensation method, unbalanced voltage compensator, three-phase converter control method, and controller of three-phase converter | |
| RU2726935C1 (ru) | Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения | |
| RU2739578C1 (ru) | Способ управления мощностью статического компенсатора мощности, работающего в сети синусоидального переменного напряжения | |
| EP3508866A1 (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 | |
| KR101580020B1 (ko) | 멀티레벨 인버터 제어 시스템 및 그 제어 방법 | |
| EP3172825B1 (en) | A voltage source converter | |
| JP5327313B2 (ja) | 電流形インバータ装置 | |
| Yan et al. | Circulating-current analysis and power sharing control of parallel inverters with different capacities | |
| RU2742942C1 (ru) | Способ управления режимами работы линии электропередачи | |
| CN101855806B (zh) | 用于调节高压直流输电设备的装置 | |
| RU2804403C1 (ru) | Способ управления мощностью статического компенсатора реактивной мощности, работающего в сети синусоидального напряжения | |
| RU2749279C1 (ru) | Способ управления режимом работы линии электропередачи и устройство для его реализации | |
| CN111742476B (zh) | 具有直接电流控制的抗短路变流器 | |
| RU2786122C1 (ru) | Способ симметрирования режима работы трехпроводной линии электропередачи | |
| JPH09135535A (ja) | 静止型無効電力補償装置 | |
| Ndjana et al. | Auxiliary voltage sag ride-through system for adjustable-speed drives | |
| EP3920388A1 (en) | Improvements in or relating to voltage source converters | |
| EP3654519A1 (en) | Voltage source converter | |
| EP3382880B1 (en) | Improvements in or relating to the control of voltage source converters | |
| RU2745329C1 (ru) | Трехфазный статический компенсатор мощности |