The main objective of this tutorial is to present the basic concepts on the instantaneous p-q Theory and then show its applicability for controlling switching converters connected in a micro-grid. These converters can be used for connecting renewable energy sources (solar, wind, and others) to the micro-grids or for harmonic, reactive power or unbalance compensation, and even for voltage regulation. The emphasis is given on the compensation characteristics derived from the p-q Theory, and simulation results of test cases are shown. Special attention is put on the oscillating component of the instantaneous real power, as it may produce torque oscillations or frequency variations in weak systems (micro-grids) generators. This oscillating component, as defined in the p-q Theory, gives the amount of oscillating energy between the source and the load, and its compensation through a switching compensator must have an energy storage element to exchange it with the load. With the p-q Theory this energy storage element can be easily calculated as a function of the average component of the instantaneous real power, which depends on the observation period.
PL
Głównym celem artykułu jest przedstawienie podstaw teorii mocy chwilowej p-q oraz jej zastosowanie w sterowaniu przekształtników kluczujących, włączonych w mikro-sieciach. Przekształtniki te są używane w celu połączenia odnawialnych źródeł energii (słonecznej, wiatru oraz innych) z mikro-sieciami lub w celu kompensacji harmonicznych i mocy biernej, kompensacji niezrównoważenia odbiorników, a nawet w celu regulacji napięcia. Nacisk w artykule położony jest na cechy kompensatorów wynikające z teorii p-q , a także przedstawione są w artykule wyniki modelowania sytuacji testowych. Szczególna uwaga poświęcona jest oscylującemu składnikowi mocy czynnej, gdyż w słabych systemach (mikrosieciach) może on powodować oscylacje momentu mechanicznego generatorów lub zmiany częstotliwości. Ten oscylujący składnik, zdefiniowany w teorii p-q , określa ilość energii oscylującej między źródłem i odbiornikiem. Jego kompensacja za pomocą kompensatora kluczującego wymaga zasobnika energii, umożliwiającego wymianę energii między kompensatorem i odbiornikiem. W artykule pokazano, że pojemność zasobnika energii może być łatwo obliczana za pomocą teorii p-q jako funkcja średniej wartości rzeczywistej mocy chwilowej, zależnej od okresu obserwacji.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents a tutorial about compensation of nonsinusoidal systems based on the instantaneous active and reactive power theory or the p-q Theory. The history related to this theory is presented and then the definitions of real, imaginary and zero-sequence powers are introduced. The physical meanings of each of these powers are explained and some basic compensation examples are shown considering different active power conditioners. It is shown that this theory can be very practical for understanding problems due to nonsinusoidal voltages or currents. It is especially interesting for the design of power conditioners for three-wire or four-wire three-phase system with or without distortions in voltages and currents.
PL
Artykuł przedstawia podstawy kompensacji w układach o przebiegach niesinusoidalnych, opartej na teorii chwilowej mocy biernej p-q. Artykuł obemuje historię rozwoju teorii a następnie wprowadza definicje mocy rzeczywistej, urojonej oraz mocy kolejności zerowej. Przedstawiony jest sens fizyczny każdej z tych mocy a także przykłady kompensacji. Pokazano, że teoria ta jest bardzo praktyczna dla zrozumienia problemów powodowanych niesinusoidalnymi przebiegami prądu i napięcia. Jest szczególnie interesująca przy projektowaniu filtrów mocy dla systemów trój- i czteroprzewodowych z sinusoidalnymi i odkształconymi przebiegami prądu i napięcia.
W artykule przedstawiono analizę teoretyczną i badania symulacyjne właściwości energetycznych układów a impulsowymi jednobiegunowymi SPP, w których zastosowano dwa rodzaje nadążnej regulacji prądu odbiornika z histerezowym sprzężeniem od prądu odbiornika przy stałej o raz zmiennej (adaptacyjnej) wartości histerezy. Celem artykułu jest ocena przydatności nadążnej regulacji pradu odbiornika w układach z impulsowymi jednobiegunowymi SPP. Bierze się pod uwagę złożoność algorytmu sterowania oraz jego wpływ na właściwości energetyczne układów z tymi sterownikami.
EN
This paper presents the theoretical analysis and the results of the simulation test of circuits with impulse PWM AC line power controllers with load current follow-up control. Thre are two control methods-one with a fixed and one with an adaptive value of the histeresis band. The goal of this paper is to estimate the influence for the complication grade and for the energetic propertis of these control methods being used in AC/DC power conditioners.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.