Reactive Power Compensation Device Based on Matrix Converter

• Autorzy: Sieńko T. , Szczepanik J. W.

Identyfikatory

DOI

10.12736/issn.2300-3022.2018305

Warianty tytułu

PL

Urządzenie do kompensacji mocy biernej z przekształtnikiem macierzowym

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

This paper presents an innovative device for reactive power compensation based on direct energy conversion (matrix converter – MC). The entire device consists of a transformer, a multiphase converter and a polygon-connected capacitive load. The authors have developed a converter control method, which enables the transfer and manipulation of the nature of reactive power flowing through the MC. The reactive power output is controlled by adjusting the capacitors’ operating frequency, and its nature is controlled by changing the converter control sequence. The device enables the output’s quick and stepless (continuous) adjustment. Its arrangement eliminates the risk of network resonances which may occurring during reactive flow changes.

PL

W artykule zaprezentowano nowatorskie urządzenie do kompensacji mocy biernej bazujące na bezpośredniej konwersji energii (przekształtnik macierzowy – PM). Urządzenie w całości składa się z transformatora, wielofazowego przekształtnika i obciążenia pojemnościowego połączonego w wielobok. Autorzy opracowali sposób sterowania przekształtnika, który pozwala na transfer i manipulowanie charakterem mocy biernej płynącej przez PM. Zmiana wartości wydawanej mocy biernej dokonywana jest poprzez zmianę częstotliwości pracy kondensatorów, a zmiana charakteru wydawanej mocy biernej poprzez zmianę sekwencji sterowania przekształtnikiem. Urządzenie pozwala na szybką i bezstopniową (ciągłą) zmianę wartości wydawanej mocy oraz nie jest zagrożone wystąpieniem rezonansów sieciowych.

Słowa kluczowe

EN

reactive power compensation; FACTS devices; matrix converter

PL

kompensacja mocy biernej; urządzenia FACTS; przekształtnik macierzowy

• Wydawca: ENERGA SA
• Czasopismo: Acta Energetica
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 3
• Strony: 64--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Sieńko T.

• Cracow University of Technology

autor

Szczepanik J. W.

• Cracow University of Technology

Bibliografia

• 1. Bąchorek W. et al., “Optimization Criteria for Reactive Power Compensation in Distribution Networks”, Acta Energetica, No. 4 (21), 2014, pp. 140–148.
• 2. Kowalak R., “Countering the Voltage Failure Development with SVC Systems”, Acta Energetica, No. 2 (7), 2011, pp. 5–11.
• 3. Lubośny Z., Klucznik J., Dobrzyński K., “The Issues of Reactive Power Compensation in High-voltage Transmission Lines”, Acta Energetica, No. 2 (23), 2015, pp. 102–108.
• 4. Bałkowski B., “Modern Reactive Power and Higher Harmonic Compensation Through the Utilisation of STATCOM and EFA Dynamic Compensators”, Acta Energetica, No. 3 (5), 2010, pp. 5–11.
• 5. Kowalak R., Małkowski R., “Shunt Compensator as Controlled Reactive Power Sources”, Acta Energetica, No. 1 (6), 2011, pp. 13–20.
• 6. Kowalak R., “Resonant Conditions in a Node with an SVC Compensator”, Acta Energetica, No. 3 (28), 2016, pp. 70–75.
• 7. Rodriguez J. i in., “A Review of Control and Modulation Methods for Matrix Converters”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 59, No. 1, 2012, p. 58, 70.
• 8. Sieńko T, Sobczyk T.J., “Matrix converter control for applications to multi-phase high-speed microgenerators”, Archives of Electrical Engineering, No. 53 (2), 2004, pp. 217–228.
• 9. Sobczyk T.J., Sienko T, “Matrix converters control for high speed generators”, Electric Machines and Drives, 2005 IEEE International Conference, 1975–1980.
• 10. Sobczyk T.J., Sienko T, Danilewicz J.B., “Study of asymmetrical regimes in matrix converters for multi-phase high speed generators”, Power Tech, 2005 IEEE Russia, 1–6.
• 11. Sobczyk T.J., Sienko T, “Application of matrix converter as a voltage phase controller in power systems”, Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, 2006.
• 12. Sienko T, Szczepanik J., Sobczyk T.J., “Voltage phase controller for power systems”, Electrical Power Quality and Utilisation, 2007.
• 13. Szczepanik J., Sieńko T, “The Study of Implementation of Multiphase Matrix Converter in Power Systems”, Przegląd Elektrotechniczny, Vol. 89, No. 8, 2013.
• 14. Holtsmark N., Molinas M., “Reactive power compensation capability of a matrix converter-based FACTS device”, 2011 IEEE Trondheim PowerTech, Trondheim, 2011, pp. 1–6.
• 15. Holtsmark N., Molinas M., “Reactive power compensation using an indirectly space vector-modulated matrix converter”, 2010 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Bari 2010, pp. 2455–2460.
• 16. Shadmand M. et al., “Model Predictive Control of a Capacitorless Matrix Converter Based STATCOM”, IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 5, Issue 2, 2017.
• 17. Rząsa J., “Przekształtnik matrycowy jako generator mocy biernej w sieci elektroenergetycznej” [Matrix converter as a reactive power generator in the power grid], Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, Vol. 30 (247), 2007, pp. 59–69.
• 18. Sieńko T.P., Szczepanik J., Hudym V., “Sposób kompensacji mocy biernej, urządzenie do kompensacji mocy biernej” [A reactive power compensation method, a device for reactive power compensation], patent application No. P.408817, 11.07.2014.

Uwagi

1. Wersja polska na stronach 71--76.

2. Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).