Дослідження несиметричних режимів трифазних чотирипровідних мереж з розосередженою генерацією

ДОСЛІДЖЕННЯ НЕСИМЕТРИЧНИХ РЕЖИМІВ ТРИФАЗНИХ ЧОТИРИПРОВІДНИХ МЕРЕЖ З РОЗОСЕРЕДЖЕНОЮ ГЕНЕРАЦІЄЮ

STUDY OF NON-SYMMETRICAL MODES OF THREE-PHASE FOUR-WIRE NETWORKS WITH DISTRIBUTED GENERATION

 Сторінки: 233-237. Номер: №5, 2022 (313)  
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-313-5-233-237
Автори:
СІНЧУК Ігор
Криворізький національний університет
ORCID ID: 0000-0003-3938-0744
E-mail: lab.133.136@gmail.com
КОТЯКОВА Марина
Криворізький національний університет
ORCID ID: 0000-0001-5667-1354
E-mail: kotyakova@ukr.net
SINCHUK Igor, KOTIAKOVA Maryna
Kryvyi Rih National University

Анотація мовою оригіналу

Використання джерел електричної енергії розосередженої генерації дозволяє ефективно використовувати енергоресурси, у тому числі наявні відновлювальні джерела енергії, сприяє зменшенню шкідливих викидів при традиційній генерації електричної енергії, покращує якість електричної енергії для споживачів та зменшує перевантаження ліній передачі. Між тим, якщо навантаження, що живиться від джерела розосередженої генерації, є несиметричним, то напруга на нульовій точці інверторного інтерфейсу, що живить нейтральний провідник, може досить помітно відхилятися від встановленого рівня. Це призведе до несиметрії вихідної напруги, тобто до зниження її якості, наявність в змінних напругах значних постійних складових, а також до протікання струму значної величини у нейтральному провіднику. У зв’язку з цим було запропоновано метод тривимірної просторово-векторної широтно-імпульсної модуляції для керування інвертором з чотирма плечима, що відрізняються від існуючих можливістю мінімізації складових напруг негативної та нульової послідовності в мережах з розподіленою генерацією з паралельним підключенням інверторів з трьома та чотирма плечима. Для розробки підходів щодо керування інверторами таких систем необхідно отримати аналітичні залежності , що описуватимуть перетік активної та реактивної потужності між інверторами в залежності від параметрів їх сформованих вихідних напруг.
Ключові слова: розосереджена генерація, несиметричні режими, чотири провідні мережі, електрична мережа, широтно-імпульсна модуляція.

Розширена анотація англійською  мовою

The use of distributed generation electric energy sources allows efficient use of energy resources, including available renewable energy sources, contributes to the reduction of harmful emissions during traditional electric energy generation, improves the quality of electric energy for consumers and reduces overloading of transmission lines. Meanwhile, if the load supplied by the source of distributed generation is asymmetrical, then the voltage at the zero point of the inverter interface feeding the neutral conductor can deviate quite noticeably from the set level. The easiest way to provide a neutral point for connecting the neutral conductor is to use two capacitors with balancing resistors connected in parallel to them, that is, to create a zero voltage by dividing the total voltage of the direct current link in half. Circuits with voltage separation in the direct current circuit are widely used in electric drives with three-level energy converters, since in this case there is no need to connect the zero point of the direction to the load, and the main purpose of this electrical circuit is to obtain equal halves of the total voltage in the direct current circuit. This will lead to asymmetry of the output voltage, that is, to a decrease in its quality, the presence of significant constant components in alternating voltages, as well as to the flow of a significant current in the neutral conductor. In this regard, a three-dimensional space-vector pulse-width modulation method was proposed for controlling a four-arm inverter, which differs from the existing ones by the possibility of minimizing the components of negative and zero-sequence voltages in networks with distributed generation with parallel connection of three- and four-arm inverters . To develop approaches to control the inverters of such systems, it is necessary to obtain analytical dependencies that describe the flow of active and reactive power between inverters depending on the parameters of their generated output voltages.
Keywords: distributed generation, asymmetric modes, four-wire networks, electrical network, pulse width modulation.

Література

1. Козакевич І.А. Система енергоефективного керування динамічним компенсатором викривлень напруги / І.А. Козакевич, А.А. Кондратенко // Гірничий вісник. – 2019. – Випуск 105. С. 154-159.
2. Козакевич І.А. Керування потоками потужності гібридних транспортних засобів / І.А. Козакевич, Ю.Г. Осадчук, Р.А. Ільченко // Гірничий вісник. – 2017. – Випуск 102. С. 124-129.
3. Козакевич І.А. Дослідження роботи синхронного двигуна з постійними магнітами в гібридних тягових електроприводах / І.А. Козакевич, І.В. Касаткіна, Л.В. Єрьоменко // Гірничий вісник. – 2018. – Випуск 104. С. 106-110.
4. Козакевич І.А. Система керування вентильними реактивними двигунами / І.А. Козакевич, І.І. Шевченко // Гірничий вісник. – 2017. – Випуск 102. С. 135-138.
5. Сінчук І.О. Превентивна оцінка і основні напрями підвищення енергоефективності підземних залізорудних підприємств / І.О. Сінчук, І.А. Козакевич, М.Л. Барановська, Т.М. Берідзе, І.І. Пересунько // Вісник Криворізького національного університету. Збірник наукових праць. – Кривий Ріг, 2020. – Вип. 50. С. 142-147.
6. Jahanbakhsi M. A novel deadbeat controller for single phase PV grid connected inverters / M. Jahanbakhshi, B. Asaei, B. Farhangi // 23rd Iranian Conference on Electrical Engineering. – Tehran, 2015. – Pp. 1613-1617.
7. Kanai N. A Study of Quasi Multi-rate Deadbeat Control for Modular Multi-level Converter using FPGA based Hardware controller / N. Kanai, S. Kurita, T. Ando and T. Yokoyama // IEEE 4th International Future Energy Electronics Conference (IFEEC). – Singapore, Singapore, 2019. – Pp. 1-5.
8. Tao Y. Deadbeat Repetitive Control for a grid-connected inverter with LCL Filter / Y. Tao, C. Tan, Q. Chen, L. Zhang, K. Zhou, L. Liu // IEEE 15th International Conference on Control and Automation (ICCA). – Edinburgh, United Kingdom. – 2019. – Pp. 573-577.
9. Ueta H. 1MHz multisampling deadbeat control with disturbance compensation method for three phase PWM inverter / H. Ueta, T. Yokoyama // International Power Electronics Conference (IPEC-Niigata 2018 -ECCE Asia). – Niigata, 2018. – Pp. 1883-1889.
10. Xing Y. An improved deadbeat plus plug-in repetitive controller for three-phase four-leg inverters / Y. Xing, C. Tan, Q. Chen, L. Zhang, K. Zhou // IECON 2017 – 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. – Beijing, 2017. – Pp. 6325-6329.

References

1. Kozakevych I.A. Systema enerhoefektyvnoho keruvannia dynamichnym kompensatorom vykryvlen napruhy / I.A. Kozakevych, A.A. Kondratenko // Hirnychyi visnyk. – 2019. – Vypusk 105. S. 154-159.
2. Kozakevych I.A. Keruvannia potokamy potuzhnosti hibrydnykh transportnykh zasobiv / I.A. Kozakevych, Yu.H. Osadchuk, R.A. Ilchenko // Hirnychyi visnyk. – 2017. – Vypusk 102. S. 124-129.
3. Kozakevych I.A. Doslidzhennia roboty synkhronnoho dvyhuna z postiinymy mahnitamy v hibrydnykh tiahovykh elektropryvodakh / I.A. Kozakevych, I.V. Kasatkina, L.V. Yeromenko // Hirnychyi visnyk. – 2018. – Vypusk 104. S. 106-110.
4. Kozakevych I.A. Systema keruvannia ventylnymy reaktyvnymy dvyhunamy / I.A. Kozakevych, I.I. Shevchenko // Hirnychyi visnyk. – 2017. – Vypusk 102. S. 135-138.
5. Sinchuk I.O. Preventyvna otsinka i osnovni napriamy pidvyshchennia enerhoefektyvnosti pidzemnykh zalizorudnykh pidpryiemstv / I.O. Sinchuk, I.A. Kozakevych, M.L. Baranovska, T.M. Beridze, I.I. Peresunko // Visnyk Kryvorizkoho natsionalnoho universytetu. Zbirnyk naukovykh prats. – Kryvyi Rih, 2020. – Vyp. 50. S. 142-147.
6. Jahanbakhsi M. A novel deadbeat controller for single phase PV grid connected inverters / M. Jahanbakhshi, B. Asaei, B. Farhangi // 23rd Iranian Conference on Electrical Engineering. – Tehran, 2015. – Pp. 1613-1617.
7. Kanai N. A Study of Quasi Multi-rate Deadbeat Control for Modular Multi-level Converter using FPGA based Hardware controller / N. Kanai, S. Kurita, T. Ando and T. Yokoyama // IEEE 4th International Future Energy Electronics Conference (IFEEC). – Singapore, Singapore, 2019. – Pp. 1-5.
8. Tao Y. Deadbeat Repetitive Control for a grid-connected inverter with LCL Filter / Y. Tao, C. Tan, Q. Chen, L. Zhang, K. Zhou, L. Liu // IEEE 15th International Conference on Control and Automation (ICCA). – Edinburgh, United Kingdom. – 2019. – Pp. 573-577.
9. Ueta H. 1MHz multisampling deadbeat control with disturbance compensation method for three phase PWM inverter / H. Ueta, T. Yokoyama // International Power Electronics Conference (IPEC-Niigata 2018 -ECCE Asia). – Niigata, 2018. – Pp. 1883-1889.
10. Xing Y. An improved deadbeat plus plug-in repetitive controller for three-phase four-leg inverters / Y. Xing, C. Tan, Q. Chen, L. Zhang, K. Zhou // IECON 2017 – 43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. – Beijing, 2017. – Pp. 6325-6329.