Problematyka interpretacji i wyznaczania mocy biernej na przykładzie analizy jednofazowych obwodów oświetleniowych

• Autorzy: Popławski Tomasz , Kurkowski Bartosz , Kurkowski Marek

Warianty tytułu

EN

Problems of interpretation and determination of reactive power on example of single-phase lighting circuits analysis

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pierwszej połowie XX wieku powstała najbardziej rozpoznawalna teoria mocy w dziedzinie częstotliwości, którą zaproponował Budeanu. Drugą teorią mocy w dziedzinie częstotliwości, która zyskuje obecnie grono zwolenników jest podejście zaproponowane przez Czarneckiego. Obie teorie mają cechy wspólne w postaci opisu mocy czynnej oraz zupełnie odmienne jeżeli chodzi o opis i interpretację mocy biernej. Przedstawione w artykule zagadnienia dotyczą szeroko rozumianych parametrów pracy opraw oświetleniowych w układach mieszanych rozpatrywanych w kilku aspektach: jako odbiorniki pobieranej energii, wyznaczanie i generowanie mocy biernej, wpływanie na asymetrię prądów i wytwarzanie wyższych harmonicznych. Niniejszy artykuł prezentuje możliwość wykorzystania elementów wspólnych teorii mocy Budeanu i Czarneckiego, dzięki czemu możliwa jest interpretacja fizyczna mocy biernej (prądu biernego) zaproponowana przez Budeanu oraz mocy niegdyś odkształcenia, a obecnie dystorsji wynikającej z zapisu matematycznego teorii Czarneckiego.

EN

In the first half of the twentieth century, the most recognized theory of power in the frequency domain was proposed by Budeanu. The second theory of power in the frequency domain that is currently gaining a lot of supporters is the approach proposed by Czarnecki. Both theories have common features in the form of the description of active power and completely different when it comes to the description and interpretation of reactive power. The issues presented in the article concern the broadly understood parameters of the operation of lighting fixtures in mixed systems, considered in several aspects: as energy receivers, determination and generation of reactive power, influencing the asymmetry of currents and the production of higher harmonics. This article presents the possibility of using the common elements of Budeanu and Czarnecki's theories of power, thanks to which it is possible to interpret the reactive power physically (reactive current) proposed by Budeanu and the former distortion power, and now the distortion resulting from the mathematical notation of Czarnecki's theory.

Słowa kluczowe

PL

teoria Budeanu; teoria Czarneckiego; układy niesinusoidalne; jakość energii; źródła światła; składowe harmoniczne

EN

Budeanu theory; Czarnecki theory; non-sinusoidal systems; energy quality; light sources; harmonic components

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 2
• Strony: 39--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Popławski Tomasz

• Katedra Elektroenergetyki, Wydział Elektryczny, Politechnika Częstochowska

autor

Kurkowski Bartosz

autor

Kurkowski Marek

• Wydział Elektryczny, Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• [1] Budeanu C.I., Puissances reactives et fictives, Institut Romain de l’Energie, Bucharest, 1927.
• [2] Czarnecki L.S., Moce w obwodach elektrycznych z niesinusoidalnymi przebiegami prądów i napięć, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2005.
• [3] Czarnecki L.S., What is wrong with the Budeanu Concept of reactive and distortion power and why it should be abandoned, IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement, Vol. IM-36 91, No 3, pp. 834-837, 1987.
• [4] Kurkowski M., Mirowski J., Popławski T., Pasko M., Białoń T., Measurements of reactive energy in low voltage installations, Przegląd Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, R. 92 NR 4, pp.144 – 147, 2016.
• [5] Mirowski J., Analysis of operating parameters of lighting luminaires in mixed systems. Doctoral dissertation, (Not published) Czestochowa, Poland, 2020.
• [6] Fauzan Hanif Jufri, Seongmun Oh, Jaesung Jung b, Development of Photovoltaic abnormal condition detection system using combined regression and Support Vector Machine, Energy, 176, pp.457-467, https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.04.016, 2019.
• [7] Dhimish M, Holmes V, Mehrdadi B, Dales M, Mather P, Photovoltaic fault detection algorithm based on theoretical curves modelling and fuzzy classification system, Energy , doi: 10.1016/j.energy.2017.08.102, 2017.
• [8] Silvestre S, Aires da Silva M, Chouder A, Guasch D, Karatepe E, New procedure for fault detection in grid connected PV systems based on the evaluation of current and voltage indicators, ENERG CONVERS MANAGE, pp.241-249, http://dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2014.05.008, 2014.
• [9] Yu, Y.; Li, H.; Li, Z.; Zhao, Z. Modeling and analysis of resonance in LCL-type grid-connected inverters under different control schemes., Energies , 10, 104, 2017.
• [10] Liserre, M.; Blaabjerg, F.; Hansen, S. Design and control of an LCL-filter-based three-phase active rectifier, IEEE Trans. Ind. Appl., 41, 1281–1291, 2005.
• [11] Cha, H.; Vu, T.K. Comparative analysis of low-pass output filter for single-phase grid-connected photovoltaic inverter. In Proceedings of the Twenty-Fifth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), Palm Springs, CA, USA, 21–25 February, pp. 1659–1665, 2010.
• [12] Lange A., Pasko M., Reactive power compensation and filtration of higher harmonics using LC passive filters, Przegląd Elektrotechniczny, R.86 No.4, pp.126-129, 2010.
• [13] Iman L., Hossein A., Mehdi S., Alireza B., Josep M., Capacitor Current Feedback-Based Active Resonance Damping Strategies for Digitally-Controlled Inductive-Capacitive-Inductive-Filtered Grid-Connected Inverters, Energies, 9, 642; doi:10.3390/en9080642, 2016.
• [14] Dzhankhotov V., Pyrhonen J., Passive LC Filter Design Considerations for Motor Applications, {\em IEEE T IND ELECTRON}, 10 (60), 4253-4259, doi:10.1109/TIE.2012.2209612, 2013.
• [15] Meenakshi J.,Sreedevi VT., Power Quality Improvement in a Cascaded Multilevel Inverter Interfaced Grid Connected System Using a Modified Inductive–Capacitive–Inductive Filter with Reduced Power Loss and Improved Harmonic Attenuation, Energies, 10, 1834; doi:10.3390/en10111834, 2017.
• [16] Bhonsle D. C., Kelkar R. B., Design and Analysis of Composite Filter for Power Quality improvement of Electric Arc Furnace, IEEE Int. Conf. On Electric Power and Energy Conversion Systems, Istambul, 2013.
• [17] Guo L. Li, Y., Zhang X., Analysis and Application of Passive Damping LLCL Filter in Active Power Filter, IEEE International Conference On Cybertechnology in Automation, Control and Intelligent Systems, Shenyang, 751-755, doi:978-1-4799-8730-6/15, 2015.
• [18] Buła D., Pasko M., Stbility analysis of hybrid active power filter, Bull. Half. Acad. Sci., Tech. Sci. ,Vol.62 no.2, pp.297- 286, 2014.
• [19] Nowomiejski Z., Generalized theory of electric power, Archiv fur Elektrotechnik, Vol. 63, pp. 177-182, 1981.
• [20] Jeltsema D., Budeanu’s Concept of reactive and distortion power revisited, Przegląd Elektrotechniczny, R. 92, nr 4, pp. 68-73, 2016.
• [21] Willems J.L., Budeanu’s reactive power and realted concepts revisited, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 60, No. 4, pp. 1182-1186, 2011.
• [22] EN 61000-3-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-2: Permissible levels - Permissible levels of harmonic current emissions (phase current supply of the receiver
• [23] EN 61000-3-12 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 3-12: Permissible levels - Permissible levels of harmonic currents caused by the operation of receivers to be connected to the public low-voltage power supply network with a phase current supplying the load greater than 16 A and less than or equal to 75 A.
• [24] IEEE Std 1459-2010 Standard Definitions for the Measurement of Electric Power Quantities Under Sinusoidal, Nonsinusoidal, Balanced, or Unbalanced Conditions, IEEE, New York, 2010.
• [25] EN 50160 Supply voltage parameters in public power networks.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).