Способ динамической компенсации неактивных составляющих мощности

(10 изОБРетечиям и с)ткРы тиямПРИ(К(1 Т СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт прУССР М. 4блем энергоснабжения Т Стрелков и Г,З ние коэффительных у нергоатом цие ьство СССР/18 25,02 88ЧЕСКОИ КОМСОСТАВЛЯЮ ПЕН- ЩИХ к электротехниам компенсации мощности, и мо емах энергос( энергетичес рузками для ю напряжения питающеиют с напряжением питаю)абких по. тротехни пенсации и,и моергос етическихдля повы потребле х орма повыш оэнергии жения и иональна реализую амическо(57) Изобре) ение относитсяке, В частности к устроиствнеактивных составляк)щихжет быть использовано в систжения электротехнических ицепей с искажающими наг Изобретение относится к злеке в частности к устроиствам конеактивных составляощих мощнжег бьть использовано в системахжения электротехнических и энерцепей с искажающими нагрузкамшения эффективности передачиния электроэнергии при любькривых тока и на(ряжения,Целыг) изобретения являетсние качества потребляел 1 с)й элекпри любых формах кривых наптокаНа чертеже приведена функцсхема устройства компенсации,щего предлагаемый способ дин 5 О 1624598 А 1) ) 5 Н 02,) 3/184 вышения эффективности передачи и потребления электроэнергии при любых формах кривых тока и напряжения. Цель изобретения - повышение качества потребляемой электроэнергии при любых формах кривых напряжения и тока. В питающей сети, соединенной с потребителем и компенсатором, измеряют напряжение, пропорциональное мгновенным значением тока т), и напряже- НИЕ, ПРОПОРЦИлоНаЛЬНОЕ О(Т), СОПРЯЖЕННЫЕ сигналы тока т) и напряжения 0(т) формируют путем разложения измеренных си(налов на гармонические составляющие, Сдвигают их фазы на четверть периода собственных частот, суммируют их. Сигнал. пропорциональный напряжению компенсации, получают по формуле Ок = - (- (О(Т) Т) (-) 1(С)г(,)+,приводят к уровнсети и складыващей сети. 1 ил,к мпенсации неактивных составляющих мощности.Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие операции: 1) измерить напряжение, пропорциональное мгновенным значениям тока; 2) измерить напряжение, пропорциональное мгновенным значениям напряжения; 3) преобразовать исходный (измеренный) сигнал тока в сопряженный 4) преобразовать исходный сигнал напряжения в сопряженный;5) перемножить исходный сигнал тока с сопряженным сигналом напряжения; 6) перемножить исходный сигнал напряжения с сопряженным сигналом тока; 7) вычислить разность мгновенных значений пятой и ше 1624598определит функцию аналитической мгновенной мощности (14)7 Р = и Р,== 5" 5" (")где- матричная запись аналитиче кой 5функции;Яр = 01, + О Ь - мгновенная активная квазимощность;-ОС - мгновенная реактивная квазимощность. 10Согласно (1) умножитель 4 вычисляет первое, а умножитель 3 - второе слагаемые мгновенной реактивной кваэимощности Сумматор 7 определяет разность результатов операций умножения, для чего инфор мация на суммирующий вход поступает с выхода умножителя 4, а на вычитающий - с выхода умножителя 3, в результате чего на первый вход умножителя 8 поступает сигнал, пропорциональный мгновенной реак тивной квазимощности.Умножитель 8 формирует функцию напряжения компенсации неактивных составляющих мощности, которая посредством источника напряжения компенсации приво дится к уровню напряжения питающей сети.Процесс вычисления функции тока, позволяющей оп,.делить функцию напряжения компенсации иэ мгновенной реактивной квазимощности, идет параллельно ранее 30 рассмотренному. Аппаратурная реализация его следуе иэ выражения (1) после следующего обратного преобразования; 1 . ". сгде О = (оь+Ог ) - ,(ц-о фунь +1. ь +г 2кция напряжения сети, в которой необходимо скомпенсировать второе слагаемое, равное напряжению компенсации с обратным знэком, т.е.О(г, =0(С)Кт) - и(цг(С)(2)Ь 2(Г)+г (С) 50Первый сомножитель напряжения компенсации 2) выч,.ляют генераторы 9, 10 квадрагичных функций, на входы которых непрерывно поступают мгновенные значения измеренного и сопря,кенноо сигналов 55 тока, сумматор 11, складывающий значения квадратичных функций с выходов генераторов 9. 10, и делитель 12, вычисляющий частное от деления значений сопряженного сигнала тока и результата операции суммирования с выхода сумматора 11. Полученные значения, поступая на второй вход уможителя 8, перемножаются с сигналом, пропорциональным мгновенной реактивной кваэимощн ости,Использование изобретения позволяет повысить качество потребляемой энергии и компенсировать неактивные составляющие мощности в масштабе реального времени (по мгновенным значениям тока и напряжения) при любых формах кривых напряжения и тока, что приводит к уменьшению действующего значения питающего напряжения.В случае синусоидального режима питающей сети и активно-реактивного характера нагрузки потребителя исходные (измеренные) и сопряженные сигналы токов и напряжений будут равны О ) = О з 1 п в т, 1,г) = Ъ з 1 п (в т - р), О (г) =.Огп соз в т, 1,(т) = Ъ соз ( в т - о)Напряжение компенсации определим по формуле (2) Ок (т) - Х12 з 1 п 2(ил-р) + 1 ы (ил - у )Х .Осоз иЛ 1 з 1 п ( иЛ - у" ) + + О з Из ил 1 гп с оз ( ил - р )==-О, з 1 пгрсоз (ил -92), откуда напряжение после компенсации станет равнымО, (т) = О (т) Ок (т) ==Орп созе з 1 п ( ил - р ), т.е, напряжение после компенсации носит чисто активный характер, совпадает по фазе и форме с током сети, действующее значение его уменьшилось в 1/созе) раз, Беэ устройства компенсации нагрузка потребляет активную мощность Р = 01 созр при полной мощности источника Я = О 1, В результате компенсации система потребляет активную мощность, равную полной мощности или активной мощности до компенсации, т,е, Р =Я = 01 созр.При чисто активном характере нагрузки потребителя 0(т) = 0 и устройство компенсации не функционирует, Если характер нагрузки чисто реактивный, то реактивное напряжение нагрузки полностью поставляет устройство компенсации при потреблении тока от питающей сети.В рамках предлагаемого способа динамической компенсации остаточные напряжения и мгновенная мощность сети (источника) в процессе компенсации стано1 Б 24598 8 со конденсатора с целью исключения влияния источника напряжения компенсации накоммутационные процессы в инверторе. яятся рваньми хО ,с) 1О (т) 1,т) ) Рп,.т (т) Оост (т) ,(т), 5 я т)12 1 )2) 12(т) орый приводят к уровню напряжения пил,ощей сети и складь вают с напряжением " "г й с.т,Составитель Г ДамскаяТехред М.Моргентал Корректор С Шекмар Редактоп : Маковская 3;:кзз 196 Тираж Подписное В 11 ИИГИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Прои водственно-издательский комбинаг "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101;)п.юда следует совпадение знаков мсновенных значений остаточного апряжения с питающим соком и положительность ордина кривой остаточной мгновенной мощности что подгверждает компенсацию гг 1,атнь х пооков энергии, характерную л о".о.л-прототипа, Это позволит осущс:ля;ь стабилизацию напряжения на :, - .грузке потребителя при изменении ее ретнвных парамегров в случае питания отнера ор тока несинусоидальной формы Снлпопмр инвертора тока), подключенногогати перелпиноо тока и являющегося робея уточным звеном между сетью и по;, отелем, в результате чего емкость ком.: ирпщего конденсатора будетп имсльнои и выбирается из условия ра-и"., частоты инвертора, При этом величифункции мгновеннои реактивной . -, 1 г ",оси долгкна быть уменьшена на вели,у р:., тивной мощности коммутирующе 5 Формула изобретенияСпособ динамической компенсации неактивных составляющих мощности в питающей сети, соединенной с потребителем и компенсатором, заключающийся в том, что 10 измеряют напряжение, пропорциональное мгновенным значениям тока т) и напряжение, пропорциональное мгновенным значениям напряжения О(т), формируют сопряженные сигналы тока 1 т) и напряжения 15 О(1) путем разложения измеренных сигналов на гармонические составляющие с последующим сдвигом их фаз на четверть периода собственных частот и их суммированием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 20 целью повышения качества потребляемойэлектроэнергии при любых формах кривых тока и напряжения, сигнал, пропорциональный напряжению компенсации, получают по формулеО = - - -О (т) ь(т) - О (1) с т) 1,т) + с г (т)