A Sparse Sampling Approach to Dynamic Sub-Cycle Decomposition of Apparent Power in General Polyphase Networks

• Autorzy: Lev-ari H. , Stankovic A. M.

Warianty tytułu

PL

Dynamiczny Rozkład Mocy Pozornej Metodą Rzadkiego Próbkowania w Pod-Okresie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

We present a dynamic decomposition of apparent power in a polyphase network, based on measurements taken within a portion of a single cycle of the ac fundamental. We show that two time samples suffice for a definition that provides an attractive trade-off between computational cost and dynamic performance. The sub-cycle (or near-instantaneous) metrics that we introduce connect the time- and frequency–domain approaches in a natural way, and address the key weaknesses of the existing instantaneous decompositions. Furthermore, our power metrics are amenable to refinements via symmetrical components, thus connecting with concepts commonly used in system protection. We illustrate the sub-cycle decomposition via two polyphase examples: one of conceptual interest, the other an actual industrial voltage sag event.

PL

Przedstawiono dynamiczny rozkład mocy pozornej w obwodzie wielofazowym, oparty na pomiarach w części pojedynczego okresu harmonicznej podstawowej. Pokazano, że dwie próbki wystarczają dla defininicji, która jest atrakcyjnym kompromisem pomiędzy kosztem obliczeniowym a zachowaniem dynamicznym. Wprowadzone pod-okresowe (lub niemal-chwilowe) macierze, łączą podejście w dziedzinie czasowej z podejściem w dziedzinie częstotliwości w sposób naturalny i dotycza˛ kluczowej słabości istniejących rozkładów chwilowych. Ponadto, wprowadzone macierze mocy są podatne na uproszczenia z pomocą składowych symetrycznych, nawiązując w ten sposób do metod powszechnie stosowanych w technice zabezpieczeniowej. Rozkład pod-okresowy ilustrowany jest dwoma przykładami wielofazowymi: jeden o charakterze poznawczym i drugi dotyczący przemysłowej zapaści napięcia.

Słowa kluczowe

EN

apparent power; reactive power; polyphase network; time-domain; time varying system

PL

moc pozorna; obwód wielofazowy; dziedzina czasu; dziedzina częstotliwości; system zmienny w czasie

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 6
• Strony: 18--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Lev-ari H.

• Department of Electrical and Computer Engineering, Northeastern University, Boston, MA 02114, USA

autor

Stankovic A. M.

• Department of Electrical and Computer Engineering, Tufts University, Medford, MA 02155, USA

Bibliografia

• [1] L.S. Czarnecki, “Meta-theory of electric powers and present state of power theory of circuits with periodic voltages and currents”, Przegląd Elektrotechniczny, Vol. 89, No. 6, pp. 26-31, 2013.
• [2] H. Akagi, Y. Kanazawa and A. Nabae, “Instantaneous Reactive Power Compensators Comprising Switching Devices without Energy Storage Components”, IEEE Trans. Ind. Applic., Vol. 20, No.3, pp. 625-630, 1984.
• [3] H. Lev-Ari and A.M. Stankovic, “Instantaneous Power Quantities in Polyphase Systems - A Geometric Algebra Approach”, 2009 IEEE Energy Conversion Conference and Exposition, San Jose, CA, Sept. 2009.
• [4] M. Iliovici, “Definition et mesure de la puissance et de l’energie reactives,” Bull. Soc. Franc. Electr., no. 5, pp. 931-954, 1925.
• [5] J. Wyatt and M. Ili´c, “Time-Domain Reactive Power Concepts for Nonlinear, Nonsinusoidal or Nonperiodic Network,” IEEE Intl. Symp. Circuits and Systems, Volume 1, Issue 3, May 1990, pp. 387-390.
• [6] P. Tenti, P. Mattavelli, “A Time-domain Approach to Power Terms Definitions under Non-sinusoidal Conditions,” 6th Int. Workshop on Power Definitions and Measurement under Non-Sinusoidal Conditions, Milan, Italy, 2003.
• [7] H. Lev-Ari, A.M. Stankovi´c and A. Ghanavati, “Dynamic Decomposition of Apparent Power in Polyphase Unbalanced Networks with Application to Transients in an Industrial Load,” 40-th North American Power Symposium, Calgary, Canada, Sept. 2008.
• [8] S.J. Orfanidis, Optimum Signal Processing, 2nd ed. McGraw-Hill, 1988.
• [9] M. Radmehr, S. Farhangi and A. Nasiri, “The Power of Paper,” IEEE Industry Applications Magazine, Sept./Oct. 2007, pp. 38-48.
• [10] J.D. Glover, M.S. Sarma and T.J. Overbye, Power System Analysis and Design, 5th edition, Cengage Learning, 2012.