77
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСИНУСОИДЕЛЬНОСТИ В
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ С ПОМОЩЬЮ
ОКОННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ
Соснина Е.Н.
1
, Бедретдинов Р.Ш.
1
, Иванов А.В.
1
ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет имени Р.Е. Алексеева»
Нижний Новгород, Россия
Аннотация
Состояние вопроса:
Переход к интеллектуальным электрическим сетям (ИЭС) – одно из приоритетных направлений развития
электросетевого комплекса России. Для ИЭС характерно широкое применением элементов на основе силовой
электроники (выпрямительно-инверторных систем, устройств FACTS, систем управления и др.), что может вызвать
появление как гармонических, так интергармонических составляющих тока и напряжения. В связи с тем, что в ИЭС один
установившийся процесс достаточно быстро сменяется другим, возникает необходимость в более детальных и
эффективных методах оценки несинусоидальности. Проведенный анализ методов показал, что наиболее оптимальным
является метод на основе оконного преобразования Фурье. Эффективность метода зависит от выбора оконной функции.
Материалы и методы:
Использовалось имитационное моделирование в программной среде MATLAB (Simulink).
Результаты:
Сформулированы критерии оценки эффективности оконных функций и приведена их сравнительная
характеристика. Разработана Simulink-модель участка ИЭС, на основе которой получен амплитудно-частотный спектр
высших гармоник и интергармоник, а также подтверждена эффективность окна Чебышева.
Выводы:
Установлено, что наиболее подходящим методом оценки несинусоидальности в ИЭС является оконное
преобразование Фурье. Показано, что наиболее эффективной для оценки интергармоник является оконная функция
Чебышева.
Ключевые слова:
интергармоники, оконное преобразование Фурье, интеллектуальная электрическая сеть,
тиристорный регулятор напряжения.
RESEARCH OF NONSINUSOIDALITY IN SMART GRID VIA SHORT-TIME
FOURIER TRANSFORM
Elena Sosnina, Rustam Bedretdinov, Anton Ivanov
Nizhny Novgorod State Technical University n.a. R.E. Alekseev, Nizhny Novgorod, Russia
E-mail:
Abstract
Background:
The transition to Smart Grids is one of the priorities in the development of power industry. Smart Grids are
typically associated with application of power electronics components (AC/DC/AC conversion systems, FACTS devices, control
systems, etc.), which might cause harmonics and interharmonics. There is a need to more detailed and effective methods of
appreciating of sine wave distortion, due to the fact that one steady state in Smart Grid is followed by another very quickly.
Analysis of methods showed short time Fourier transform is the most suited. Its effectiveness depends of window function.
Materials and Methods:
Simulation modelling with MATLAB (Simulink) is used.
Results:
Assessment criteria for evaluating effectiveness of window functions are defined and its comparative characteristics
are presented. Simulink model of Smart Grid segment is developed. Amplitude-frequency distribution of harmonics and
interharmonics is obtained and effectiveness of Chebyshev window is confirmed based on the Simulink model.
Conclusions:
It is established, that short time Fourier transform is the most appropriate method for appreciating of sine wave
distortion. Chebyshev window is the most effective window function for assessment of interharmonics.
Key words:
interharmonics, short time Fourier transform, Smart Grid, thyristor voltage regulator.
