Current's physical components theory and p-q power theory in the control of the three-phase shunt active power filter

• Autorzy: Firlit A.

Warianty tytułu

PL

Teoria składowych fizycznych prądu oraz teoria mocy p-q w zastosowaniu do sterowania równoległym energetycznym filtrem aktywnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the comparison of the control algorithms for a three phase, three wire shunt active power filter. The control algorithms are based on: the current's physical components theory and the p-q power theory. The active power filter operation under the distorted supply voltage at the point of common coupling condition is considered. The comparison concerns the aspects of: filtering current harmonics, reactive power compensation (defined in the fundamental harmonic domain), supply current balancing and dynamic performance. The results of the laboratory investigation, using the fast prototyping system dSPACE, are given in the paper.

PL

W artykule przedstawiono porównanie algorytmów sterowania trójfazowym, trójprzewodowym równoległym energetycznym filtrem aktywnym. Algorytmy sterowania opracowano na podstawie dwóch teorii mocy: teorii składowych fizycznych prądu oraz teorii mocy p-q. Badaniom podlegała praca energetycznego filtru aktywnego w warunkach odkształconego napięcia zasilającego w punkcie wspólnego przyłączenia. Za kryterium porównania przyjęto: filtrację wyższych harmonicznych prądu odbiornika, kompensację mocy biernej (zdefiniowanej w dziedzinie podstawowej harmonicznej), symetryzację asymetrycznych prądów linii zasilającej odbiornik oraz dynamikę energetycznego filtru aktywnego. W artykule zamieszczono wyniki pomiarów i badań otrzymane na zbudowanym stanowisku laboratoryjnym trójfazowego, trójprzewodowego równoległego energetycznego filtru aktywnego z wykorzystaniem systemu szybkiego prototypowania dSPACE.

Słowa kluczowe

EN

active power filter; power theories; electric power quality

PL

energetyczny filtr aktywny; teorie mocy; jakość energii elektrycznej

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 53, nr 3
• Strony: 110--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Firlit A.

• Katedra Automatyki Napędu i Urządzeń Przemysłowych, Wydział Elektrotechniki, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków,

Bibliografia

• [1] Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A.: "Instantaneous reactive power compensators comprising switching devices without energy storage components", IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. IA-20, No. 3, May/June 1984.
• [2] Akagi H., Nabae A., Atoh S.: "Control strategy of active power filters using multiple voltage-source PWM converters", IEEE Trans. on Industry Applications, Vol. IA-22, No. 3, May/June 1986.
• [3] Akagi H., Nabae A.: "The p-q theory in three-phase circuits under non-sinusoidal conditions", Europ. Trans. on Electric Power, ETEP, Vol. 3, No. 1, pp. 27-31, 1993.
• [4] Akagi H., Watanabe E. H., Aredes M.: "The p-q theory for active filter control: some problems and solutions", Sba Controle & Automacdo, Vol.15, No. 1, pp. 78-84, ISSN 0103-1759, Jan./Mar. 2004.
• [5] Aredes M., Hafner J. Heumann K.: "Three-phase four-wire shunt active filter control strategies", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 12, No. 2, pp. 311-318, 1997.
• [6] Bhattacharya S., Divan D. M., Banerjee B.: "Synchronous Frame Harmonic Isolator Using Active Series Filter", EPE'91, pp 3-030-3-035, Oct. 1991.
• [7] Bhattacharya S., Frank T. M., Divan D. M., Banerjee B.: "Active Filter System Implementation", IEEE Industry Application Magazine, pp. 47-63, September/October 1998.
• [8] Chung Se-Kyo: "A Phase Tracking System for Three Phase Utility Interface Inverters", IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 15, No 3, May 2000.
• [9] Czarnecki L. S., Chen G., Staroszczyk Z.: "Application of running quantities for control of adaptive hybrid compensator", European Trans. on Electrical Power, ETEP, Vol. 6, No. 5, pp. 337-344, 1996.
• [10] Czarnecki L. S., Hsu S. M., Chen G.: "Adaptive balancing compensator", IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 10 No. 3, pp. 1663-1669, 1995.
• [11] Czarnecki L. S.: "Current and power equations at bidirectional flow of harmonic active power in circuits with rotating machines", Europ. Trans. Electr. Power, Vol. 3, No. 1, pp. 45-52, ETEP 1993.
• [12] Czarnecki L. S.: "Dynamic, power quality oriented approach to theory and compensation of asymmetrical systems under nonsinusoidal conditions", Europ. Trans. Electr. Power, 5, pp. 347-358, ETEP 1994.
• [13] Emadi A., Nasiri A., Bekiarov S. B.: "Uninterruptible Power Supplies and Active Filters", CRC Press, Illinois Institute of Technology, Chicago, USA, Power Electronics and Applications Series, Series edited by Muhammad H. Rashid, 2005.
• [14] Firlit A., Skawiński G.: "Comparison of control al gorithms for threephase three-wire shunt active power filter under distorted supply voltage using dSPACE system", 8th International Conference Electrical Power Quality and Utilisation, Poland, Kraków, EPQU2003, pp. 303-311, 21-23.09.2005.
• [15] Firlit A.: „Analiza porównawcza algorytmów sterowania filtrów aktywnych opartych na wybranych teoriach mocy", Rozprawa Doktorska, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, 2006.
• [16] Firlit A.: „The active power filter operation under the distorted supply voltage", 11 th International Conference EPE2005, Drezno, CD-No. 0686, 02-04.09.2005.
• [17] Monteiro L. F. C., Aredes M.: "A Comparative Analysis among Different Control Strategies for Shunt Active Filters," in Proc. (CDROM) of the V INDUSCON - Conferęncia de Aplicaçöes Industriais, Salvador BA, Brazil, pp. 345-350, 03-05 July 2002.
• [18] Moran L., Dixon J., Wallace R.: „A three-phase active power filter operating with fixed switching frequency for reactive power and current harmonic compensation" IEEE Tran. on Power Industrial Electronics, Vol. 42, No 4, August 1995.
• [19] Pasko M., Maciążek M., Dębowski K.: „Kompensacja wpływu odbiorników nieliniowych na sieć zasilającą niskiego napięcia", Przegląd Elektrotechniczny, R.80, str. 807-812, 9/2004.
• [20] Pasko M., Maciążek M.: „Aktywna kompensacja równoległa w układach trójfazowych czteroprzewodowych", Przegląd Elektrotechniczny, R.80, str. 544-548, 6/2004.
• [21] Pasko M., Maciążek M.: „Teoria mocy p-q poprawna teoria czy użyteczny algorytm sterowania kompensatorów kluczujących", Przegląd Elektrotechniczny, R.82, 6/2006.
• [22] Pasko M., Maciążek M.: „Wkład elektrotechniki teoretycznej w poprawę jakości energii elektrycznej", IC-SPETO'2004, tom 1, ss. 5a-5k, (referat monograficzny) lub Wiadomości Elektrotechniczne. Nr 7-8, str. 37-46, 2004.
• [23] Pasko M., Walczak J.: „Optymalizacja energetyczno-jakościowych właściwości obwodów elektrycznych z przebiegami okresowymi niesinusoidalnymi", Z. N. Pol. ŚI. „Elektryka", z. 150, monografia, Gliwice, 1996.
• [24] Pasko M.: „Opis właściwości energetycznych, energetyczno-jakościowych obwodów elektrycznych z przebiegami niesinusoidalnymi okresowymi", Przegląd Elektrotechniczny, Nr 59, str. 23-40, 2002.
• [25] Rashid M. Dixon J., Moran L.: „Power Electronics Handbook, Chapter 33 Active Filters” Academic press, August 2001.