Zastosowanie przekształcenia Fortescue'a do opisów stanów energetycznych w układach wielofazowych z niesinusoidalnymi przebiegami napięć i prądów

• Autorzy: Hartman M.

Warianty tytułu

EN

An application of the Fortescue transformation to describe power states in electrical circuits with non-sinusoidal voltages and currents

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania przekształcenia Fortescue'a do opisów stanów energetycznych w układach wielofazowych z niesinusoidalnymi przebiegami napięć i prądów. Bezpośrednim impulsem do przedstawienia tej propozycji był artykuł prof. Leszka S. Czarneckiego opublikowany w Przeglądzie Elektrotechnicznym, R. 83 nr. 7/8/2006 "Uwagi do artykułu "Teoria mocy p-q - poprawna teoria czy użyteczny algorytm sterowania kompensatorów kluczujących". Nie podzielając całkowicie poglądu prof. Czarneckiego, że "teorii mocy p-q" nie identyfikuje własności energetycznych obwodu, przypomniano, że przekształcenie Clarke może być stosowane w analizie tylko obwodów trójfazowych symetrycznych Dla udowodnienia poprawności zaproponowanej przez autora koncepcji, przedstawiono liczne przykłady obliczenia stanów energetycznych w układach przekształtnikowych, wielofazowych z przebiegami niesinusoidalnymi napięć i prądów, stosując przekształcenie Fortescue'a. Pokazano, że koncepcja oparta na tzw. metodzie p-q-d pozwala otrzymać podobne wyniki obliczeń z tymi, jakie otrzymuje się stosując metodę proponowaną w teorii mocy CPC autorstwa prof. Czarneckiego.

EN

The concept of application the Fortescue's transformation to describe the power states in multi-phases circuits with non-sinusoidal voltage and current has been presented in this paper. The main argument to present this concept was prof. Leszek S. Czarnecki's paper "Comments to the paper "Instantaneous reactive power p-q theory: a right power theory or a useful control algorithm of switching compensators"published in Przeglad Elektrotechniczny, R. 83 Nr. 7/8/2006. Prof. Czarnecki's view that "Instantaneous reactive power p-q theory" does not identify power properties in chosen electrical circuits is not totally share by author. It has been reminded in this paper that Clarke transformation can be used in analyses three-phase symmetrical circuits only. To give the proof of author's concept, a few n-phases power converter circuits with non-sinusoidal voltage and current have been analyzed with help of the Fortescue's transformation. It has been shown that results recived with the help of so called p-q-d method are similar to the results received using the method proposed by prof. Czarnecki in His CPC power theory.

Słowa kluczowe

PL

przekształcenie Fortescue'a; teoria chwilowej mocy biernej p-q; teoria mocy CPC; przekształtnik wielofazowy

EN

Fortescue transformation; instantaneous reactive power p-q theory; power theory CPC; multi-phase power converter

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 82, nr 10
• Strony: 61--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hartman M.

• Akademia Morska w Gdyni, Glamorgan University, Wales,

Bibliografia

• [1] Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A.: Instantaneous Reactive Power Compensators Comprising Switching Devices without Energy Storage Components. IEEE Transactions o Industry Applications, vol.1A-20, no.3, 1984, pp.625-630
• [2] Akagi H., Nabae A. The p-q theory in three-phase systems under nonsinusoidal conditions. European Trans, on Electric Power, ETEP, Vol. 3, No. 1, (1993), 27-31.
• [3] Bochman B., Wiesmann H. Advance Modeling of Electromagnetic Transient in Power System. Proc. Modelica Workshop, October 2000, Lund, Sweden, pp.93-97
• [4] Clarke E. Circuit analysis of AC Power System. New York, Willey, 1950, vol.1
• [5] Czarnecki, L.S. Powers in three-phase circuits and their misinterpretations", Przegląd Elektrotechniczny, Vol. LXX, No. 6, 2003.
• [6] Czarnecki, L.S., Moce i kompensacja w obwodach z okresowymi przebiegami prądu i napięcia. Część 9: Wady teorii chwilowej mocy biernej p-q Nabae'a i Akagiego, Jakość i Użytkowanie Energii Elektrycznej, Tom 9, 2004, 5-13, Z. 2.
• [7] Czarnecki, L.S., Comparison of the instantaneous reactive power, p-q, theory with theory of Current’s Physical Components, Archiv fur Elektrotechnik, Vol. 85, No. 1, Feb. 2004, pp.
• [8] Czarnecki, L.S., On some misinterpretations of the Instantaneous Reactive Power p-q Theory, IEEE Trans, on Power Electronics, Vol. 19, No.3, 2004, 828-836.
• [9] Czarnecki, L.S., Instantaneous Reactive Power p-q Theory and power properties of three-phase systems, IEEE Trans, on Power Delivery, Vol. 21, No. 1, Jan. 2006, 362-367.
• [10] Czarnecki, L.S., Moce w obwodach elektrycznych z niesinusoidalnymi przebiegami prądów i napięć, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2005.
• [11] Czarnecki. L.S. Powers of asymmetrically supplied loads in terms of the CPC power theory. Seventh International Workshop on Power Definitions and Measurements under Non-Sinusoidal Conditions. Cagliari, July 10-12,2006
• [12] Depenbrock M., Staudt V. Hyper Space Vectors: a New Four- Quantity-Extension of Space Vector Theory ETEP vol.8(1998), no.4, pp.241-248
• [13] Depenbrock M. Generalized Symmetrical Componets of 4-Wire Voltage. L’Energia Elettrica, vol.81(2004), pp.46-50
• [14] Ferrero A., Leva S., Morando A. A systematic, mathematically and physically sound approach to the energy balance i three-wire, three-phase system. L’Energia Elettrica, vol.82, 2004
• [15] Fortescue C.L. Method of Symmetrical Coordinates Applied to the Solution of Polyphase Networks Trans. AIEE, part II, vol.37, 1918, pp.1027-1140
• [16] Hartman M. T. Wielopoziomowe falowniki napięcia. Fundacja Rozwoju Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia 2006
• [17] Holmes D.G., Lipo T.A. Pulse width modulation for power converters. Principle and practice. IEEE Press. A John Wiley&Sons, Inc., 2003, USA
• [18] Kovacs K.P., Racz I. Transient Vorgange in Wechselstrommaschinen. Budapest, Akademiai Kiadó 1959.
• [19] Lyon W.V. Application of the Method of Symmetrical Components. McGraw-Hill Book Company, Inc, New York and London,1937
• [20] Park R.H. Two-reaction theory of synchronous machines: Generalized method of analysis - part 1.Trans, of AIEE, July, 1929, p.716-730
• [21] Pasko M., Maciążek M., Teoria mocy p-q - poprawna teoria czy użyteczny algorytm sterowania kompensatorów kluczujących, Przegląd Elektrotechniczny, R. 82, nr. 6/2006, 40-48.
• [22] Standard IEC 61000-4-30 International Electrotechnical Commission 2004: Electromagnetic Compatibility, Part 4-30, Testing and measurement techniques - Power Quality Measurement Methods.
• [23] Staudt V., Wrede H. Compensation strategies for four-conductor systems. Generalized Symmetrical Componets of 4-Wire Voltage. L’Energia Elettrica, vol.81(2004), pp.182-189