Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Reaction of grid-connected converters to unsymmetrical grid voltages with focus on modular multilevel converters

Staudt V., Kleine Jäger M., Meyer D., Bartelt R., Heising C.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 11

124-128

EN

The topology and the resulting properties of power-electronic converters influence mitigation concepts for undesirable power oscillations in the connected assets. Power theory in general provides an answer for the optimal way to operate under aspects of efficient energy transmission. However, practical aspects and design considerations (including size and cost) as well as grid-code specifications also influence the chosen technical solution. With this background, control objectives have to be related to the technical options available and the demands given by e.g. grid codes. One aspect frequently discussed is the mitigation of power fluctuations with double line frequency resulting from unsymmetrical ACgrid voltages. In case of conventional voltage- and current-source-based converters, where the converter itself does not contain any energy storage, these power fluctuations affect the DCside. This paper concentrates on the special case of modular multilevel converters (MMC) where the converter itself contains relevant energy-storage devices. For this application, a control structure is described which incorporates the optimal coupling between ACside and DCside also under unsymmetrical AC-grid voltages and smoothly transits from symmetrical to unsymmetrical conditions.

PL

Topologia i wynikające z niej właściwości przekształtników energoelektronicznych oddziałują na koncepcje ograniczania niepożądanych oscylacji w sieciach rozdzielczych. Teoria mocy dostarcza ogólnie odpowiedzi odnośnie pracy systemu, z punktu widzenia skutecznej transmisji energii. Aspekty praktyczne oraz warunki projektowe (wliczając w to rozmiary i koszt) jak również standardy sieciowe, mają także wpływ na rozwiązania techniczne. Mając powyższe na uwadze, cele sterowania muszą być związane z dostępnymi możliwościami technicznymi i wymaganiami standardów sieciowych. Jednym, często dyskutowanym problemem jest ograniczanie zmienności mocy z podwójną częstotliwością sieci, spowodowanej asymetrią napięcia. W przypadku przekształtników konwencjonalnych ze źródłem napięciowym lub źródłem prądowym, nie mających żadnych źródeł energii, ta zmienność mocy oddziałuje na stronę prądu stałego przekształtnika. Artykuł skupia się na szczególnych przypadkach modularnych wielopoziomowych przekształtników (MMC) mających odpowiednie zasobniki energii. W artykule przedstawiona jest struktura sterowania takich przekształtników, która zawiera optymalne sprzężenie między stroną prądu zmiennego i stroną prądu stałego przekształtnika, działająca również w warunkach asymetrii napięć w sieci prądu zmiennego i łatwo przechodząca z warunków zasilania symetrycznego do asymetrycznego.

2

Blanking-time effects in the context of modular multilevel converters

Staudt V., Rothstein A., Kleine Jäger M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 11

129-132

EN

Blanking-time (or blocking-time) effects in power-electronic converters have been known since long. They introduce disturbances which are not easily handled by control means. Their compensation is not straightforward, because they depend on the sign (direction) and to a much lesser degree on the magnitude of the current flowing through the switching devices. Depending on the topology of the converter and the relation between blanking time and pulse period, the influence on the output quantities is relevant. This paper analyses blanking-time effects based on measurements performed on a modular multilevel converter – where these effects also influence the harmonic content of the DC voltage considerably. A straightforward FPGA-based compensation mechanism is implemented and its mitigation effect documented.

PL

Efekty pauz (lub czasu blokowania) w przekształtnikach energoelektronicznych są znane od dawna. Wprowadzają one zaburzenia trudne do opanowania metodami sterowania. Nie są one bezpośrednio kompensowane ponieważ zależą one głównie od kierunku a w mniejszym stopniu od wartości prądu przełączników. Wpływ pauz na wielkości wyjściowe przekształtnika zależy od jego topologii oraz stosunku czasu pauzy do czasu trwania impulsów łączeniowych. Artykuł ten analizuje skutki pauz na pomiary przeprowadzone na modularnych przekształtnikach wielopoziomowych, w których wpływają one znacząco na zawartość harmonicznych i na napięcie wyjściowe. W artykule został zastosowany bezpośredni, oparty na FPGA, mechanizm kompensacji i udokumentowane zostaly jego skutki.

3

Pole-Restraining Control of three-phase Active Front End - a comparison to state-of-the art controls and its performance under fault-ride-through conditions

Heising C., Oettmeier M., Staudt V., Steimel A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2011

|

R. 87, nr 1

118-122

EN

State-of-the-art control systems often neglect the time-variant characteristics of power-electronic systems in favour of a time-averaged approach. In consequence, the resulting system is partly instable, thus not optimally controlled. The novel pole-restraining control (PRC) concept removes the inherent instability considerably improving dynamic behaviour. This enhancement is demonstrated at hand of a three-phase Active Front End (AFE). The essentials of the pole-restraining control approach are explained, the advanced transient behaviour is illustrated by comparison to other state-of-the-art control schemes.

PL

Analizując sterowanie przekształtników energo-elektronicznych ich czasowa zmienność jest często pomijana na rzecz podejścia uśredniającego. Powoduje to częściową niestabilność otrzymanego systemu, nie jest on więc sterowany optymalnie. Nowa metoda sterowania (PRC), ograniczającą bieguny systemu, usuwa wewnętrzną niestabilność, poprawiając dynamikę systemu. Poprawa ta jest pokazana w artykule na przykładzie sterowania przekształtnika trójfazowego (Active Front End - AFE). W artykule wyjaśniono istotę sterowania poprzez ograniczenie biegunów systemu, a procesy przejściowe zilustrowano porównaniem ich z wynikami otrzymanymi przy użyciu innych współczesnych metod sterowania.

4

Dynamic grid-flux-based control for grid connected voltage-source converters

Staudt V.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 6

46-56

EN

Power-grid connected voltage-source converters provide two-way energy exchange with the grid. They are used for renewable energy applications, combined heat and power, active filtering and loads with dynamically changing working conditions. Aggravated grid codes and dynamic loads require very fast control methods. A control based on the integral of the grid voltage (called grid flux) offers extremely fast dynamics and graphical understanding.

PL

Zastosowanie w sieci elektroenergetycznej nowoczesnych przekształtników prądu przemiennego umożliwia dwukierunkowy przepływ energii. Są one używane do przyłączania odnawialnych źródeł energii, w systemach z kogeneracją ciepła i energii elektrycznej, filtrach aktywnych oraz obciążeniach o zmiennych warunkach pracy. Coraz bardziej rygorystyczne warunki przyłączeniowe i zmienne obciążenia wymagają szybkich metod sterowania. Sterowanie wykorzystujące strumień sieci charakteryzuje się wysoką dynamiką i intuicyjnością działania. Oparte na strumieniu sieciowym dynamiczne sterowanie przekształtników ze źródłem napięciowym.

5

Analytic Prediction of Transient Torque Response for Pilot Control of ISC-based Drive Applications

Spichartz M., Heising C., Staudt V., Steimel A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 10

277-283

EN

The dynamic control of n-phase converter-based Active Front Ends (AFE) supplying inverter-fed induction machines is a typical power electronic application. Modern converter topologies and new control strategies allow high dynamic of the grid-side converter. To reduce the demand on the converter control in case of load changes of the induction machines, the variation of mechanical power – represented by the active grid power in electrical domain – is predicted. Therefore an approximation of the transient torque response by a parameter-dependent fourth-order time-delay element of an induction machine controlled by Indirect Stator-Quantities Control (ISC) is presented. The prediction method improves the power factor regarding to power quality of the drive application and allows a leaner dimensioning of the used electronic devices.

PL

Sterowanie dynamiczne n-fazowym układem przekształtnikowym typu AFE (z ang. Active Front End) dla zasilania układów z silnikami indukcyjnymi jest typową aplikacją z dziedziny energoelektroniki. Nowe strategie sterowania zapewniają wysoką dynamikę przekształtnika sieciowego. W układzie sterowania zastosowano predykcję zmian mocy mechanicznej reprezentowanej przez moc czynną sieci. Zaprezentowano aproksymację stanów przejściowych odpowiedzi momentu za pomocą elementu czwartego rzędu z opóźnieniem zależnego od parametrów silnika indukcyjnego sterowanego metodą ISC (Indirect Stator-Quantities Control). Zastosowana metoda poprawia współczynnik mocy całego układu.

6

Fryze - Buchholz - Depenbrock: a time-domain power theory

Staudt V.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 6

1-11

EN

Several power theories trying to explain the difference between the physically defined active power and the apparent power are known – and under discussion. This paper gives an overview of a universal time-domain power theory mainly developed by Fryze, Buchholz and Depenbrock. It is verified by theoretical considerations and explained by examples. The theory allows the assessment of loads concerning effectivity of energy transfer and the application-specific splitting of currents into desirable and undesirable components – which in turn can, e.g., be compensated.

PL

Szereg teorii mocy stara się wyjaśnić różnice między fizycznie zdefiniowaną mocą czynną a mocą pozorną i zagadnienie to jest ciągle dyskutowane. Niniejszy artykuł przedstawia uniwersalną teorię mocy w dziedzinie czasowej rozwinięta głównie w pracach Fryzego, Buchholz’a i Depenbrock’a. Potwierdzona jest ona teoretycznie i wyjaśniona na przykładach. Teoria ta umożliwia ocenę obciążeń odnośnie skuteczności przesyłu energii oraz zastosowań odnośnie rozkładu prądów na składowe użyteczne i nieużyteczne, które mogą być następnie kompensowane.