80
V.
Р
ЕЗУЛЬТАТЫ
С использованием Simulink-модели участка ИЭС
получены
зависимости
коэффициентов
высших
гармонических составляющих напряжения от углов
регулирования ТРН α1 и α2 (рис. 5).
а)
б)
в)
Рис. 5 – Зависимости гармоник напряжения a) 5-го порядка (%), б) 7-
го порядка (%), в) 11-го порядка (%) от углов управления α1 и α2
В результате проведенных исследований установлено,
что изменение углов α1 и α2 от 0 до 180° ведет к
появлению нечётных гармоник в электрической сети
10 кВ.
Определены
углы
управления,
которым
соответствуют минимальные и максимальные уровни
гармоник. Это позволило исключить те углы управления,
которые находятся в зоне неэффективной коммутации.
Полученные при моделировании высшие гармоники не
превышают допустимых значений [7, 8].
Применив окно Чебышева получен амплитудно-
частотный спектр интергармоник в сети 10 кВ (рис. 6).
Результаты спектрального анализа представлены в виде
логарифмической шкалы, выраженной в единицах измерения
– дБм. Согласно IEC 61000-2-2:2002 [10] рекомендуемое
допустимое
значение
коэффициента
m
-ой
интергармонической
составляющей
напряжения,
переведенное из процентного соотношения в дБм, составляет
26 дБм или 400 раз. Проведенные исследования показали, что
значения интергармонических составляющих напряжения
ниже рекомендуемых на 6 дБм или в 4 раза.
К
u(m)дБм
=26 дБм≈400 раз
К
u(1)дБм
=43 дБм=2·10
4
раз
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
2
12
5
15
19
23
26
29
33
36
50
8
58
62
65
68
72
75
79
82
86
89
100
0 103
0
93
96
106
Частота, Гц
Мощность сигнала, дБм
Δ=6 дБм≈4 раза
Рис. 6 – Амплитудно-частотный спектр интергармоник
VI.
З
АКЛЮЧЕНИЕ
Проведен анализ методов оценки несинусоидальности.
Наиболее оптимальным является оконное преобразование
Фурье. Определяющую роль при реализации этого метода
играет задача выбора окна данных. Наиболее эффективным
для оценки высших гармоник и интергармоник в Smart Grid
является оконная функция Чебышева.
С помощью Simulink-модели получены амплитудно-
частотные спектры высших гармоник и интергармоник.
Результаты исследований показали, что оконное
преобразование Фурье c использованием окна Чебышева
успешно решает задачу оценки несинусоидальности в
Smart Grid.
Работа выполнена при финансовой поддержке
Министерства науки и высшего образования РФ в рамках
гранта
Президента
Российской
Федерации
для
государственной поддержки научных исследований молодых
российских ученых – кандидатов наук (соглашение № 075-
15-2021-384 от 16 апреля 2021 г., МК-2026.2021.4).
Список литературы
[1]
Muleta N., Badar A.Q.H. Study of energy management system and IOT
integration in Smart Grid // 1st International Conference on Power
Electronics and Energy (ICPEE). – Bhubaneswar. – 2021. – pp. 1-5.
[2]
Das J.C. Power systems handbook. Harmonic generation effects.
Propagation and control. / Taylor & Francis Group, LLC. CRC Press,
vol. 3. – 2018. – 381 pp.
[3]
Чижма С.Н. Метод спектрального анализа интергармоник в
электроэнергетических системах // Промышленная энергетика. –
2014. – № 4. – С. 43-47.
[4]
Osipov D.S., Kovalenko D.V., Dolgikh N.N. Calculation of currents
resonance at higher harmonics in power supply systems based on wavelet
packet transform // Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines
(Dynamics). – 2017. – pp. 1-6.
[5]
Рибейро Пауло Ф., Дуке Карлос А., да Силвейра Пауло М.и др.
Обработка сигналов в интеллектуальных сетях энергосистем // М.:
ТЕХНОСФЕРА. – 2020. – 496 с.
[6]
Asabin A.А, Sosnina E.N, Belyanin I.V, etc. Control system of the thyristor
voltage regulator // 7th International Conference on Control, Decision and
Information Technologies, CoDIT. – Prague. – 2020. – pp. 802-806.
[7]
Asabin A.A., Kralin A.A., Kryukov E. V. Thyristor voltage regulator
control algorithm research // IOP Conference Series: Materials Science
and Engineering, vol. 643. – Saint Petersburg. – pp. 1-6.
[8]
EN 50160:2010 Voltage characteristics of electricity supplied by public
distribution networks. – 2010. – 38 pp.
[9]
IEC 61000-2-4:2002 Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 2-4:
Environment – Compatibility levels in industrial plants for low-frequency
conducted disturbances. – 2002. – 75 pp.
[10]
IEC 61000-2-2:2002 Electromagnetic Compatibility (ECM) Part 2-2:
Environment compatibility levels for low-frequency conducted
disturbances and signaling in public low voltage power supply systems. –
2002. – 57 pp.
