Дослідження впливу на якість електричної енергії метода і параметрів керування однофазного активного фільтра

Abstract

У зв’язку з підвищенням ціни за використання електроенергії, що спостерігається останнім часом, все більше уваги в Україні та за кордоном приділяється енергозбереженню в системах електропостачання. Гостро стоять питання в області створення і застосування ефективних технічних засобів зі збереження електроенергії при передачі її до електроспоживачів [1,2]. Традиційно для керування потоком електроенергії використовувалися такі методи: компенсація ре-активної потужності за рахунок паралельного підключення вимикачами реакторів або конденсаторів; компенсація реактивної потужності за допомогою послідовного включення в лінію конденсаторів; включення фазоповоротних пристроїв. Розвиток силової електроніки сприяв створенню і широкому застосуванню потужних, швидкодіючих і повністю керованих електронних ключів типу IGBT, GTO, IGCT та ін. У результаті стала можливою імпульсна модуляція перетворюваних струмів і напруг. Одночасно почали розвиватися багаторівневі схеми, що дозволяють підвищити вихідну напругу перетворювачів і якість імпульсної модуляції струмів і напруги за рахунок поєднання амплітудної та частотної їх реалізації. Це призвело не тільки до створення нових типів перетворювачів з малим спотворенням, але і засобів забезпечення якості електроенергії, споживаної і генерованої існуючими джерелами [3]. Сучасний тип повністю керованих, швидкодіючих ключів (на транзисторах та тиристорах, що запираються) стало базою для розробки нового виду силових електронних пристроїв – силових активних фільтрів (АФ), які здатні одночасно з високою точністю та швидкодією здійснювати компенсацію споживаної з мережі реактивної потужності, потужності спотворення і симетрувати фазні струми мережі [2]. Зазначені пристрої та системи керування ними забезпечують певне підвищення якості електричної енергії за деякими показниками, але в силу принципів їх дії мають обмежену ефективність [3]. Як показано в роботі [4], залежно від алгоритму керування вентилями перетворювача АФ сам може бути генератором вищих гармонік. Таким чином, його робота полягає у визначенні механізму та залежностей коефіцієнта викривлення струму активного фільтра від параметрів режиму керування вентилями.