WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

Долингер Станислав Юрьевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ

Специальность 05.14.02 – Электрические станции и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учной степени кандидата технических наук

Омск – 2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет».

Научный консультант: Горюнов Владимир Николаевич доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Сальников Василий Герасимович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Электроэнергетические системы и электротехника» ФБОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»;

Чугулев Александр Олегович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Теоретическая и общая электротехника» ФГБО ВПО «Омский государственный технический университет».

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетно образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения»

Защита диссертации состоится 16 ноября 2012 года в 15:00 на заседании диссертационного совета Д 212.178.12 при Омском государственном техническом университете по адресу: 644050, г. Омск, проспект Мира, 11, корп.

6, ауд. 340. Тел/факс: (8-3812)65-64-92, e-mail: dissov_omgtu@omgtu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного технического университета по адресу: г. Омск, проспект Мира, 11.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу: 644050, г. Омск, проспект Мира, 11, диссертационный совет.

Автореферат разослан « » октября 2012 года

Ученый секретарь диссертационного совета Д. С. Осипов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Надежность и эффективность работы электрооборудования зависит от качества электроэнергии в распределительных сетях. В целом научно-техническая проблема качества электрической энергии достаточно обширна и включает в себя изучение источников и видов помех в электрических сетях, способы воздействия и восприимчивости различного оборудования к качеству электроэнергии, изучение способов и технических средств обеспечения качества электроэнергии, разработку нормативных документов, определяющих допустимые уровни показателей качества электроэнергии, а также разработку средств и методов измерения показателей качества электрической энергии. В данной работе рассматриваются вопросы обеспечения качества электроэнергии непосредственно в узлах нагрузок электроэнергетических систем. В последнее время данная проблема стала наиболее актуальной в связи с широким внедрением силовой электроники как наиболее эффективного средства обеспечения требуемых режимов работы электромеханических и технологических комплексов.

Одним из способов решения указанной проблемы является применение различных схемных решений, и, в большей степени, применение специальных технических средств. В настоящее время преимущество отдается многофункциональным устройствам, обеспечивающим качество электрической энергии одновременно по нескольким параметрам.

За последние десять лет устройства обеспечения качества электроэнергии заняли прочное положение в производственных программах ведущих зарубежных электротехнических компаний («Siemens», «ABB», «Ablerex Electronics», и др.). В большинстве каталогов готовой продукции этих компаний устройства обеспечения качества электроэнергии представлены на первом месте.

Тем не менее, жесткие условия рыночной экономики, диктующие стремление производить конкурентоспособную продукцию, обеспечивающую относительно более стабильное положение на рынке России, заставляют многие предприятия заниматься разработкой новых устройств обеспечения качества электроэнергии с использованием мирового передового опыта.

Теория, разработка и применение устройств обеспечения качества электроэнергии и компенсации реактивной мощности в последние годы получили значительное развитие в мире. Повышение технико-экономических требований к подобным устройствам, появление новых материалов, достижения теории автоматического управления, а также численных методов расчета и оптимизации, с использованием современных цифровых сигнальных процессоров приводят к новым аспектам проектирования устройств обеспечения качества электроэнергии и повышения пропускной способности систем транспортировки электрической энергии.

Вопросам улучшения качества электрической энергии посвятили свои работы Арриллага Дж., Дрехслер Р., Жежеленко И.В., Железко Ю.С., Иванова Е.В., Карташев И.И., Кузнецов В.Г., Розанов Ю.К., Сальников В.Г., Шидловский А.К. и др. Проблемы обеспечения качества электроэнергии актуальны не только в России, но и за рубежом, и регулярно обсуждаются на различных конференциях, посвящнных исследованиям в области электромагнитной совместимости и качества электроэнергии: CIGRE (Международная конференция по большим электрическим системам), CIRED (Международная конференция по системам распределения электроэнергии) и др.

Диссертационная работа подготовлена в соответствии с планом научноисследовательских работ ОмГТУ, проводимых в рамках выполнения госбюджетной НИР № 7.4794Ф «Разработка многофункционального устройства для обеспечения качества электрической энергии», Государственного контракта №16.516.11.6091 от 18.07.2011г. «Проведение поисковых научноисследовательских работ в области разработки и создания оборудования для диагностики и эксплуатации энергетического оборудования», Государственного контракта № 14.B37.21.0332 «Разработка математических моделей, алгоритмов, программных и технических средств повышения энергетической эффективности функционирования устройств и систем электроэнергетики» а также при финансовой поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, в рамках программы «УМНИК».

Таким образом, проблема повышения эффективности технических средств обеспечения качества электроэнергии в распределительных сетях актуальна и требует новых решений по разработке устройств и принципов их управления.

Целью работы является развитие и совершенствование технических средств обеспечения качества электроэнергии в распределительных сетях с целью экономичной и надежной транспортировки и снабжения потребителей электроэнергией в необходимом количестве и требуемого качества.

Для достижения поставленной цели ставились и решались следующие задачи:

1 Исследование и анализ существующих способов и технических средств улучшения качества электроэнергии и их конструктивных схем.

2 Разработка программы для расчета и оценки дополнительных потерь в основных элементах систем электроснабжения, обусловленных снижением качества электроэнергии.

3 Создание математической модели компенсирующего устройства.

4 Разработка системы управления силовой частью устройства улучшения качества электроэнергии.

5 Построение виртуальной модели системы электроснабжения и компенсирующего устройства для исследования качества электрической энергии в узлах нагрузок электроэнергетических систем.

6 Создание макетного образца компенсирующего устройства с разработанной системой управления и его экспериментальное исследование.

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Математическая модель устройства обеспечения качества электроэнергии.

2 Система управления силовой частью компенсирующего устройства.

3 Результаты теоретических и экспериментальных исследований качества электроэнергии в узлах нагрузок при использовании компенсирующего устройства.

Методы исследований базируются на методах теории автоматического управления, физического моделирования, экспериментальных исследований и числительных экспериментов. При решении задач исследования работы системы управления на качество фильтрации кривой тока и компенсации реактивной мощности в узлах нагрузки использовались методы цифрового моделирования на основе пакета программ MATLAB/SimPowerSystems.

Научная новизна диссертационной работы:

1 Предложена система управления силовой частью компенсирующего устройства, улучшающего качество электрической энергии в узлах нагрузок.

2 Получена математическая модель выделения сигнала ошибки, являющегося управляющим воздействием для силовой части устройств обеспечения качества электроэнергии.

3 Разработан алгоритм определения управляющего воздействия силовой части компенсирующего устройства.

4 В результате численных экспериментов на разработанной модели системы управления произведена оценка мгновенного значения управляющего воздействия на искажающий сигнал.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем:

1 Разработана программа для расчета потерь мощности от несимметрии и несинусоидальности кривой тока и напряжения, предназначенная как для учебного процесса, так и для оценки и планирования затрат на электроэнергию отделами главного энергетика и энергослужбами промышленных предприятий.

2 Разработана методика расчета основных параметров силовой части устройств обеспечения качества электроэнергии.

3 Предложена система управления силовой частью компенсирующего устройства для улучшения качества электроэнергии в системах электроснабжения.

4 Создана физическая модель системы управления, позволяющая исследовать эффективности фильтрации кривой тока для различных режимов работы нагрузки.

Реализация результатов работы. Разработанное устройство внедрено в учебный процесс кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» ФГБОУ ВПО «ОмГТУ». А также подготовлен промышленных образец для опытно-конструкторских работ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на VII международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин», Омск, 2009; на региональной молодежной научно-технической конференции «Омское время – взгляд в будущее», Омск, 2010; на международной научно-практической конференции «Энергоэффективность», Омск, 2010, а также молодежном научно-инновационном конкурсе «УМНИК».

Личный вклад. Постановка научно-исследовательских задач и их решения, научные положения, выносимые на защиту, основные выводы и рекомендации диссертации принадлежат автору. Личный вклад в каждой работе, опубликованной в соавторстве, составляет не менее 50%.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 печатных работы.

Из них 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК, пять докладов в материалах международных и всероссийских конференций, а также зарегистрированы в ОФЭРНиО алгоритмы и программа для ЭВМ.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, четырх глав, заключения, изложенных на 121 страницах машинописного текста, списка использованных источников из 94 наименований и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна и практическая ценность работы, основные направления исследования.

В первой главе рассматривается состояние качества электрической энергии в системах электроснабжения, также уделяется внимание последствиям, вызванным ухудшением качества электроэнергии. Так же в первой главе проводится анализ существующих технических средств, применяемых для улучшения качества электрической энергии, и используемые в них основные принципы управления. В заключении определяются направления, в которых необходимо совершенствовать данные технические средства и их системы управления.

В результате проведенного обзора работ, установлено, что наиболее перспективными техническими средствами являются устройства, использующие принцип активной фильтрации, так как позволяют комплексно решать проблему улучшения качества электрической энергии. Благодаря своим преимуществам данные устройства находят все большее применение в системах электроснабжения различных предприятий.

Проведнный анализ методик расчта дополнительных потерь, вызванных несинусоидальностью и несимметрией тока и напряжения, легли в основу разработки алгоритма (рисунок 1) и программы расчет потерь мощности от снижения качества электроэнергии.

Начало Батарея Линии электропередачи Выбор конденсаторов оборудования Трансформатор Эл. машина Pх.х.; Pк.з.;

I; r; U; I; Rст; R’ ;

рот U; tg; Qн;

uк.з.; U;

d; a; тип эл.машины n Для СД:

P 3r0l kП kб I Для АД:

Вывод результатов расчетов Конец Рисунок 1 – Алгоритм определения потерь мощности в основных элементах от снижения качества электроэнергии Вторая глава посвящена построению математической модели компенсирующего устройства, позволяющего устранять несимметрию и несинусоидальность токов нагрузки, а так же компенсировать реактивную мощность, улучшая качество электрической энергии в узлах нагрузок.

Первая часть главы просвещена выбору схемы силовой части компенсирующего устройства. По результатам проведенных исследований было найдено конструктивное решение (рисунок 2) позволяющее объединить все достоинства и убрать основные недостатки используемых на практике схем.

Данное схематическое решение позволяет эффективно решить проблему дисбаланса напряжения на конденсаторах компенсирующего устройства, кроме того позволяет уменьшить емкость конденсаторов, а так же реализовать управление каждым плечом силового моста независимо друг от друга, при этом используя простой и быстрый алгоритм управления в отличие от используемых ранее. Данное решение позволяет реализовать импульсную модуляцию управляющего сигнала с постоянной частотой, что дает возможность использовать пассивные фильтрующие дроссели с меньшей индуктивностью.

iSa iLa uSa uSb Нелинейная uSc нагрузка iSn iLn n iFn iFa iCuCLFa + - VTd1 VTaiFd LFd + iLa,b,c uC2 iC2 VTdVTauLa,b,c Драйвер -m iS ref iSa ref x i*Sa,b,c i*Fa,b,c abc iS ref iSb ref x iLa,b,c 0 iS0 ref iSc ref 0 uL0 uLa K abc x2 uL uLb u2L + u2L x2 uL uLc k uCudc wdc xuCV2dc(ref) Рисунок 2 – Структурная схема компенсирующего устройства Для точного математического анализа протекающих процессов в компенсирующем устройстве, необходимо использовать сложную нелинейную систему уравнений, что достаточно сложно и малопригодно для использования в инженерной практике. Поэтому будем использовать распространнный метод осреднения переменных состояний. Данный метод позволит не только оценить объект регулирования, но и достаточно точно представить протекающие в нем процессы. Для этого составим схему компенсирующего устройства для одного плеча (рисунок 3).

iC+ uC1>TiRLFi RCuSi LFi n(0) iFi uFi uC2

diFi LFi iFiRLFi uC1 uSi;

dt duC1 uC t 0,diTSi C iFi; (1) dt RC duC 0, dt diFi LFi iFiRLFi uC2 uSi;

dt duC t diTSi,Tsi 0; (2) dt duC2 u2C C iFi, dt RC где di – изменение состояния силовых ключей для каждого плеча – зависит от алгоритма, используемого для управления выходными токами компенсирующего устройства.

Выходной ток компенсирующего устройства iFa =a + i*Fa. В данном выражении a представляет мгновенную ошибку от справочного тока. Тогда получим следующие уравнения для интервалов переключения t1a и t2a * d diFa a uC1 uSa LF iFa RLFa, t 0,t1a, (3) dt dt * d diFa a uC 2 uSa LF iFa RLFa, t t1a,TSa. (4) dt dt Предполагая достаточно высокую частоту переключения, можно сделать * da diFa допущение, что uC1, uC2, uSa, и являются постоянными во время dt dt интервалов переключения t1a и t2a.

Далее получим уравнения тока в конденсаторах, но с учетом четвертого плеча:

* uC 2 1 diFi iC1 pF i Fi LFi dt iFi RLFi iFi (5) , uC1 uC 2 ia,b,c,d uC1 uC 2 uC1 uC 2 ia,b,c,d * uC1 1 diFi iC 2 pF i Fi LFi dt iFi RLFi iFi (6) .

uC1 uC 2 ia,b,c,d uC1 uC 2 uC1 uC 2 ia,b,c,d Если i i i i i, то i i – при фильтрации тока Fd Fa Fb Fc Fn C1 C нулевой последовательности происходит равномерное распределение напряжения на конденсаторах фильтра. Кроме того, появляется возможность независимого управления каждым плечом силового моста.

Для определения мощности, которая генерируется в сеть компенсирующим устройством, предположим, что напряжение в точке подключения является несимметричным, то для простоты расчетов, разложим его на прямую, обратную и нулевую составляющую. Напряжение нагрузки в -0 координатах запишем как sin(t o1) uL0 uL0 0 u u1 u1 U 0 6Uo1 0 L L L L 1 uL uL uL1 0 (7) 0 3U1 sin(t 1) 3U1 sin(t 1), cos(t 1) cos(t 1) где U+1, U-1 и Uo1 – действующие значения напряжений прямой, обратной и нулевой последовательности соответственно.

Далее определим мощность, которая должна быть получена из энергосистемы и потреблена нагрузкой pS 3 In cosn n UnIn cosn U0nI0n cos0n 0n (8) 3U n n n где n – номер гармоники.

После получим мгновенную активную мощность, которую должен вырабатывать активный фильтр, pF3:

~ ~ ~ ~ ~ pF 3 pF pF 0 pL0 pL pS pL3 pS, (9) ~ где pL3 – переменная составляющая активной мощности, потребляемая нагрузкой;

~ pS и переменная составляющая активной мощности, полученная из электросети.

На основании полученной математической модели разработан алгоритм работы системы управления компенсирующего устройства (рисунок 4), который можно описать следующим образом:

1) производится измерение мгновенных значений напряжения uC1 и uC2 в произвольный момент времени t. Полученные данные от измеряющих датчиков передаются в блок обработки данных;

2) вычисляется мгновенное напряжение на dc-шине в момент времени t;

3) определяется изменение энергии на конденсаторах;

4) рассчитывается среднее значение мгновенной активной мощности потребляемой нагрузкой в момент времени t;

5) выполняется преобразование трхфазной системы координат abc в систему координат , , 0, для напряжения нагрузки;

6) выделение постоянной составляющей напряжения нагрузки в ,координатах.

7) определяются мгновенные значения справочных токов сети в ,координатах;

8) преобразование справочного тока сети из системы координат , , 0 в трхфазную систему координат abc;

9) измерение мгновенных значений тока нагрузки iLa,b,c в момент времени t;

10) определяется расчетный ток компенсирующего устройства, представляющий собой разность между током нагрузки и справочным током сети;

11) измерение мгновенных значений тока устройства обеспечения качества электрической энергии iFa,b,c в момент времени t;

12) вычисляется разница между расчетными и фактическими значениями тока компенсирующего устройства.

13) генерация полученного сигнала в сеть с задержкой времени t, обусловленная временем, затраченным на производимые микроконтроллером вычисления тока фильтра и работу ключей. В результате сложении тока сети (в момент времени t + t) c током устройства, полученным в результате измерений в момент времени t, происходит подавление высших гармоник и симметрирование тока нелинейной нагрузки с небольшой погрешностью. Эта погрешность сводится к минимуму с увеличением скоростью обработки данных (увеличение тактовой частоты микроконтроллера). Далее система повторяет цикл заново.

А Начало Б Вычисляем значение справочных Измеряем токов сети, напряжения в момент времени t i*S, i*S uC1(t) и uC2(t) Производим обратное Вычисляется напряжения на преобразование Кларка для конденсаторах в момент времени t:

справочных токов сети, i*S, i*S udc(t) = uC1(t) - uC2(t) Измеряем фактический Определяется изменение ток нагрузки в момент накопленной энергии на времени t, iLa,b,c конденсаторах в момент времени t:

wdc = C(udc2(t) - udc2(t-1)) Определяем справочные токи компенсирующего устройства iFa,b,c.

Вычисляем среднее значение мгновенной активной мощности i*Fa,b,c = iLa,b,c - i*Sa,b,c.

потребляемой нагрузкой в момент времени t, pL3 Измеряем фактический ток компенсирующего Измеряем напряжение устройства в момент нагрузки в момент времени t, iFa,b,c времени t, uLa,b,c Определяем разницу между Производим прямое преобразование справочными и фактическими Кларка для напряжения нагрузки, значениями uLa,b,c Используя дельта-модуляцию, Производим фильтрацию uL, uL Б генерируем управляющий сигнал для выделения постоянной для компенсирующего устройства составляющей А Конец Рисунок 4 – Алгоритм работы системы управления устройства Данный алгоритм работы системы управления компенсирующего устройства будет использоваться для дальнейшего исследования при моделировании нагрузок в различных режимах.

В третьей главе работы предложена методика для расчета параметров силовой части компенсирующего устройства обеспечения качества электроэнергии в распределительных сетях. На рисунке 5 показана блок-схема методики, которая включает в себя девять этапов.

Расчет требуемых энергетических характеристик Выбор напряжения на dc-шине компенсирующего устройства Выбор полупроводниковых ключевых элементов силовой части Выбор частоты Выбор индуктивности коммутации силовых ключей фильтрующих дросселей (LF) (FКОМ) Расчет температуры кристалла силовых ключей изменение LF или выбор нет нет других ключевых элементов изменение FШИМ Tsink =100 125°C да Определение коэффициента искажения тока компенсирующего устройства (KI) нет нет изменение FШИМ изменение LF 1% KI 3% да выбор других Выбор системы охлаждения изменение FШИМ ключевых элементов силовых ключей компенсирующего устройства Выбор конденсаторов на стороне постоянного тока компенсирующего устройства Рисунок 5 – Блок-схема методики для расчета параметров силовой части компенсирующего устройства Далее рассмотрены результаты моделирования с помощью разработанной модели трхфазной системы с нелинейной и несимметричной нагрузкой и модели компенсирующего устройства, реализованных в приложении Simulink программного комплекса MATLAB.

Основные элементы, реализующие алгоритм работы системы управления силовой частью компенсирующего устройства представлены на рисунке 7.

Рисунок 6 – Модель компенсирующего устройства в среде MATLAB Для проверки эффективности работы полученной модели устройства и системы управления были смоделированы различные режимы нагрузки, а также оценено качество компенсации высших гармоник.

Смоделирован режим с несинусоидальной изменяющейся во времени несимметричной нагрузкой – в данном режиме нагрузка изменяется во времени и на второй ступени, после изменения, является несимметричной. Устройство обеспечения качества в данном режиме не только компенсирует несинусоидальность кривой тока, но и устраняет несимметричный режим.

График изменения тока нагрузки представлен на рисунке 7.

До включения компенсирующего устройства коэффициенты искажения синусоидальности кривой тока были равны KI 7,76% и KI 9,72% соответственно, до изменения нагрузки и после. Коэффициент несимметрии тока по нулевой последовательности в режиме несимметричной нагрузки равен 11,46%.

Рисунок 7 – Ток нагрузки до включения компенсирующего устройства На рисунке 8 представлен график изменения тока нагрузки после включения компенсирующего устройства.

Рисунок 8 – Ток нагрузки после включения компенсирующего устройства Качество компенсации высших гармоник в режиме с изменяющейся во времени несимметричной нагрузкой можно оценить по коэффициентам искажения синусоидальности кривой тока, которые после включения устройства равны KI 0,60% и KI 0,81% соответственно до и после изменения несимметричной нагрузки. Коэффициент несимметрии тока по нулевой последовательности в режиме несимметричной нагрузки равен 0%.

В результате анализа работы виртуальной модели компенсирующего устройства можно сказать о корректной и эффективной работе во всех смоделированных режимах. Коэффициент искажения синусоидальности кривой тока после включения устройства снижается в среднем до уровня 1%, а несимметрия устраняется полностью, что говорит об эффективности разработанной системы управления.

В четвртой главе для уточнения принципов работы и экспериментальной проверки эффективности работы устройства обеспечения качества электроэнергии был создан лабораторный макет на напряжение 100 В, мощностью 500 Вт, исходя из имеющихся на момент сборки IGBT транзисторов. Макет состоит из силовой части и платы управления.

Компенсирующее устройство представляет собой преобразователь с четырьмя плачами на полностью управляемых силовых полупроводниковых ключах с частотой коммутации 20кГц, включенный параллельно с источником напряжения питающей сети. Для управления силовыми ключами используются методы цифровой обработки сигналов, реализованные на специализированном микроконтроллере семейства Piccolo Texas Instruments. Компенсирующее устройство подключено к питающей сети через выходной фильтр (дроссель).

Внешний вид экспериментальной модели компенсирующего устройства представлены на рисунке 9.

а) б) Рисунок 9 – Внешний вид модели компенсирующего устройства:

а) система управления; б) силовая часть При определении эффективности работы компенсирующего устройства в качестве прибора для измерения кривой тока до компенсации и после использовался цифровой осциллограф TPS2024B. Результаты представлены на рисунке 10.

а) б) Рисунок 10 – График изменения тока нагрузки а – до включения устройства;

б – после включения устройства Результаты измерений показывают, что коэффициент искажения синусоидальности кривой тока снижается в среднем до уровня 1 %, что говорит об эффективной работе системы управления компенсирующего устройства.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 1 Исследовались существующие способы и технические средства обеспечения качества электроэнергии в системах электроснабжения и их конструктивные схемы. Установлено, что наиболее перспективными и эффективными средствами являются многофункциональные устройства, позволяющие обеспечивать качество электрической энергии по нескольким параметрам одновременно.

2 Разработана программа для расчета и оценки дополнительных потерь в основных элементах систем электроснабжения, обусловленных снижением качества электроэнергии.

3 Создана математическая модель устройства обеспечения качества электроэнергии на основе выбранной схемы, позволяющая эффективно решить проблему дисбаланса напряжения на конденсаторах. Преимуществом данного решения является уменьшение емкости конденсаторов, и, как следствие, снижение стоимостных и массогабаритных показателей устройства.

Применение разработанной математической модели в аппаратной части позволит улучшать качество электроэнергии в узлах нагрузок электроэнергетических систем одновременно по нескольким параметрам:

несимметрии и несинусоидальности кривых тока и напряжения.

4 На основании математической модели разработан алгоритм работы системы управления силовой частью устройства обеспечения качества электроэнергии, который может использоваться в сочетании с пассивными компенсирующими устройствами. Применение дискретной модели в системе управления позволяет отказаться от быстрого преобразования Фурье и генерировать сигнал ошибки в сеть с малой задержкой времени. Реализована импульсная модуляция управляющего сигнала с постоянной частотой, что дает возможность использовать пассивные фильтрующие дроссели с меньшей индуктивностью, тем самым делая устройства обеспечения качества электроэнергии более доступными для применения.

5 Предложена методика, основанная на итерационных методах расчета, позволяющая выбрать основные параметры силовой части средства обеспечения качества электроэнергии с учетом взаимосвязей между ними.

6 Построена виртуальная модель системы электроснабжения и компенсирующего устройства для исследования качества электрической энергии в узлах нагрузок электроэнергетических систем. Данная виртуальная модель позволяет проверить основные теоретические положения, выдвинутые при разработке системы управления, а также оценить качество электроэнергии при различных возмущающих факторах со стороны нагрузки.

7 Создан макет устройства обеспечения качества электроэнергии в узлах нагрузок, который может быть использован для исследования режимов работы других устройств, использующих активную фильтрацию, и предназначенных для устранения искажений кривой тока. Результаты измерений показывают, что в месте подключения устройства обеспечивается симметричное распределение токов по фазам, а коэффициент искажения синусоидальности кривой тока снижается в среднем до уровня 1 %. Это говорит об эффективности работы системы управления силовой частью устройства обеспечения качества электроэнергии.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

Статьи в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ 1 Долингер, С.Ю. Оценка эффективности использования активного фильтра гармоник в системах электроснабжения для улучшения качества электроэнергии / С.Ю. Долингер, А.Г. Лютаревич // Омский научный вестник. – 2010. – №1 (87). – C. 133–136.

2 Долингер, С.Ю. Применение вейвлет-анализа для определения показателей качества электрической энергии / С.Ю. Долингер, А.Г. Лютаревич // Омский научный вестник. – 2010. – №1 (87). – C. 136–140.

3 Долингер, С.Ю. Схематические решения активной фильтрации кривой тока в четырехпроводной трехфазной сети для обеспечения качества электрической энергии / В.Н. Горюнов, С.Ю. Долингер [и др.] // Омский научный вестник. – 2011. – №3 (103). – C. 214–218.

4 Долингер, С.Ю. Влияние электроприемников, искажающих синусоидальность формы кривой напряжения и тока, на значение критического напряжения при оценке устойчивости узла с асинхронной нагрузкой / С.Ю. Долингер [и др.] // Омский научный вестник. – 2011. – №3 (103). – C. 225– 229.

5 Долингер, С.Ю. Проблемы активной фильтрации кривой тока в четырехпроводной трехфазной сети / С.В. Бирюков, С.Ю. Долингер, Р.К. Романовский // Омский научный вестник. – 2012. – №2 (110). – C. 215–218.

Статьи в Российских и иностранных изданиях, материалы международных и региональных конференций 6 Долингер, С.Ю. Оценка дополнительных потерь мощности от высших гармоник в элементах систем электроснабжения / С.Ю. Долингер [и др.] // Омский научный вестник. – 2009. – №1 (77). – C. 109–113.

7 Долингер, С.Ю. Повышение качества электроэнергии за счет снижения несинусоидальности кривой напряжения / С.Ю. Долингер [и др.]; Омск, 2009. – 10 с. Деп. В ВИНИТИ 30.09.2009, № 606 – В2009.

8 Долингер, С.Ю. Проблемы обеспечения надежности электроснабжения и качества электроэнергии потребителей / С.Ю. Долингер, Е.В. Птицына, Д.Г.

Сафонов [и др.]; Омск, 2009. – 10 с. Деп. В ВИНИТИ 30.09.2009, № 611 – В2009.

9 Долингер, С.Ю. Расчет потерь мощности от высших гармоник / А.Г.

Лютаревич, С.Ю. Долингер. – М.: ФГНУ «ЦИТиСОИВ», 2009. – №50200900637.

10 Долингер, С.Ю. Алгоритм определения управляющего воздействия активного фильтра гармоник / А.Г. Лютаревич, С.Ю. Долингер, Д.С. Осипов. – М.: ОФЭРНиО ИИО РАО, 2009. – Св-во №14229.

11 Долингер, С.Ю. Разработка алгоритма определения управляющего воздействия активного фильтра гармоник / С.Ю. Долингер, Д.С. Осипов, А.Г. Лютаревич // Динамика систем, механизмов и машин: VII Междунар.

науч.-техн. конф. – Омск, 2009. – С. 151–154.

12 Долингер, С.Ю. Многофункциональное устройство обеспечения качества электроэнергии / С.Ю. Долингер, Д.С. Осипов, А.Г. Лютаревич // Омское время – взгляд в бедующее: матер. рег. молодеж. науч.-техн. конф. – Омск, 2010. – С.

101–104.

13 Долингер, С.Ю. Энергосберегающая лампа как источник снижения качества электроэнергии / С.Ю. Долингер, Д.Г. Сафонов // Энергоэффективность: матер. междунар. науч.-практ. конф. – Омск. : Изд-во ОмГТУ, 2010. – С. 113-116.

14 Долингер, С.Ю. Расчет нормативных технологических потерь электроэнергии при ее передаче в электрических сетях / С.Ю. Долингер, Д.Г.

Сафонов // Энергоэффективность: матер. междунар. науч.-практ. конф. – Омск. : Изд-во ОмГТУ, 2010. – С. 161-164.

15 Долингер, С.Ю. Алгоритм определения управляющего воздействия активного фильтра гармоник / А.Г. Лютаревич, С.Ю. Долингер, Д.С. Осипов. – М.: ОФЭРНиО ИИО РАО, 2010. – Св-во №15630.

16 Долингер, С.Ю. Определение ущерба от снижения качества электроэнергии / С.Ю. Долингер, Д.Г. Сафонов // Энергетика и энергосбережение : межвуз. темат. сб. науч. тр. – Омск. : Изд-во ОмГТУ, 2011.

– С. 136-141.

17 Долингер, С.Ю. Влияние высших гармонических составляющих тока и напряжения на элементы систем электроснабжения / С.Ю. Долингер // Энергетика и энергосбережение : межвуз. темат. сб. науч. тр. – Омск. : Изд-во ОмГТУ, 2011. – С. 34-43.

18 Долингер, С.Ю. Основные требования к современным средствам измерения показателей качества электроэнергии / С.Ю. Долингер [и др.] // Энергетика и энергосбережение : межвуз. темат. сб. науч. тр. – Омск. : Изд-во ОмГТУ, 2011. – С. 144-154.

19 Долингер, С.Ю. Использование нейронных сетей для прогнозирования нагрузки систем электроснабжения / С.Ю. Долингер, А.А. Лубченко, В.Н.

Родин // Энергетика и энергосбережение : межвуз. темат. сб. науч. тр. – Омск. :

Изд-во ОмГТУ, 2011. – С. 70-77.

20 Долингер, С.Ю. Высшие гармоники и их негативное воздействие / С.Ю.

Долингер, Я.Ю. Логунова // Энергетика и энергосбережение : межвуз. темат. сб.

науч. тр. – Омск. : Изд-во ОмГТУ, 2011. – С. 55-60.

21 Долингер, С.Ю. Активный фильтр в четырехпроводной трехфазной сети для обеспечения качества электрической энергии / С.Ю. Долингер, В.В. Моляко // Современные технологии и управление в энергетике и промышленности: сб.

науч. тр. – Омск. : Изд-во ОмГТУ, 2012. – С. 3-9.

22 Долингер, С.Ю. Алгоритм определения управляющего воздействия компенсирующего устройства / А.Г. Лютаревич, С.Ю. Долингер, Д.С. Осипов. – М.: ОФЭРНиО ФГНУ ИНИПИ РАО, 2012. – Св-во №18490.

Личный вклад в статьях, опубликованных в соавторстве, составляет не менее 50%.

Печатается в авторской редакции Подписано в печать « » октября 2012 г. формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная.

Гарнитура Times New Roman. Печать оперативная. Усл.-печ. л. 1,4. Тираж 100.

Заказ №_____ Отпечатано на дупликаторе в полиграфической лаборатории кафедры «Дизайн и технологии медиаиндустрии» Омского государственного технического университета 644050, г.Омск, пр. Мира, 11 тел.:65-33-







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.