Conversion of fixed-parameters compensator in four-wire system with nonsinusoidal voltage into adaptive compensator

• Autorzy: Czarnecki Leszek S. , Almousa Motab

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.07.01

Warianty tytułu

PL

Przekształcenie kompensatora o stałych parametrach, odbiorników zasilanych cztero-przewodowo napięciem niesinusoidalnym, w kompensator adaptacyjny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper shows how fixed-parameters reactive compensators in four-wire systems with a nonsinusoidal voltage can be converted into controlled-parameters compensators. Such compensators can serve as adaptive balancing compensators of reactive power of unbalanced loads. Thyristor switch inductors (TSIs) are used for such conversion. The fixed-parameters balancing reactive compensators are synthesized using the Currents’ Physical Components (CPC) – based power theory. The adaptive compensator is composed of two sub-compensators, one in the structure and the other in the structure. The method is illustrated with a numerical example and results of computer modeling of the load with a fixed-parameters and with an adaptive compensator.

PL

Artykuł pokazuje jak równoważący kompensator reaktancyjny prądu biernego, o sta łych parametrach, w systemach cztero- przewodowych, może być przekształcony w kompensator o parametrach kontrolowalnych. Kompensator taki może być użyty jako kompensator adaptacyjny. Przekształcenie takie umożliwiają włączane tyrystorami induktory (TSI). Parametry równowa żącego kompensator prądu biernego mogą być obliczone z pomocą teorii mocy opartej na Składowych Fizycznych Prądu (CPC). Kompensator jest zbudowany z dwóch sub-kompensatorów, z którch jeden ma strukturę X, a drugi strukturę Y. Przedstawiona w artykule metoda syntezy jest ilustrowana przykładami liczbowymi i rezultatami kompensacji.

Słowa kluczowe

EN

asymmetrical system; CPC; Current Physical Components; unbalanced loads

PL

systemy asymetryczne; CPC; Składowe Fizyczne Prądów; odbiorniki niezrównoważone

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 7
• Strony: 1--6
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czarnecki Leszek S.

• School of Electrical Engineering and Computer Science, Louisiana State University, Baton Rouge, USA

autor

Almousa Motab

Bibliografia

• [1] Steinmetz, Ch.P., Theory and calculation of electrical aparatur, McGraw-Hill Book Comp., New York, 1917.
• [2] Steeper, D.A., Stratford, R.P., Reactive power compensation and harmonic suppression for industrial power systems using thyristor converters, IEEE Trans. on Ind. Appl., Vol. IA-12, No. 3, 232-254, 1976.
• [3] Gyuagi, L., Otto, R.A., Putman, T.H., Principles and applications of static thyristor controlled shunt compensators, IEEE Trans. on Pow. Appl. and Systems, PAS-97, 1934-1945, 1978.
• [4] Czarnecki, L.S., Reactive and unbalanced currents compensation in three-phase circuits under nonsinusoidal conditions, IEEE Trans. IM, IM-38, No. 3, pp. 754-459, 1989.
• [5] Czarnecki, L.S., Hsu, M.S., Thyristor controlled susceptances for balancing compensators operated under nonsinusoidal conditions, Proc. IEE, B, EPA., Vol. 141, No. 4, pp. 177-185, 1994.
• [6] Jordi, O., Sainz, L., Chindris, M., Steinmetz system design under unbalanced conditions, European Trans. on Electrical Power ETEP, Vol. 12, No.4, pp.283-290, 2002.
• [7] Aziz, M.M.A., El-Zahab, E.E., Ibrahim, A.M., Zoaba, A.F., LC compensator for power factor correction of nonlinear loads, IEEE Trans. on Power Del., Vol. 19, No. 1, pp. 331-335, 2004.
• [8] Mayer, D., Kropik, P., New approach to symmetrization of three-phase networks, Int. Journal of Electrical Engineering, Vol. 56, No. 5-6, pp. 156-161, 2005.
• [9] Czarnecki, L.S., Effect of supply voltage harmonics on IRPbased switching compensator control, IEEE Trans. on Power Electronics, Vol. 24, No. 2, pp. 483-488, 2009.
• [10] Czarnecki, L.S., Effect of supply voltage asymmetry on IRP p-q based switching compensator control, IET Proc. on Power Electronics, Vol. 3, No. 1, pp. 11-17, 2010.
• [11] Czarnecki, L.S., Haley, P.H., Unbalanced power in four-wire systems and its reactive compensation, IEEE Trans. on Pow. Del., Vol. 30, No. 1, pp. 53-63, 2015.
• [12] Czarnecki, L.S., Currents’ Physical Components (CPC) – based Power Theory. A Review, Part I: Power Properties of Electrical Circuits and Systems, Przegląd Elektrotechniczny, R. 95, Nr. 95, pp. 1-11, Nr. 10/2019.
• [13] Czarnecki, L.S., CPC – based reactive balancing of linear loads in four-wire supply systems with nonsinusoidal voltage, Przegląd Elektrotechniczny, R. 95, Nr. 95, pp. 1-11, Nr. 4/2019.
• [14] Czarnecki, L.S., Currents’ Physical Components (CPC) – based Power Theory. A Review, Part II: Filters and reactive, switching and hybrid compensators, Przeglad Elektrotechniczny, R. 96, Nr. 4, pp. 1-11, 2020.
• [15] Czarnecki, L.S., Do energy oscillations degrade energy transfer in electrical systems?, IEEE Transactions on Industry Applications, 2021, in printing.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).