Модель динамічного відновлювача напруги для аналізу роботи системи оперативної стабілізації напруги в електромережах підземних рудників

Abstract

Стаття присвячена рішенню актуальної наукової задачі оперативної стабілізації рівня напруги в електромережах підземних рудників при її відхиленнях від стандартизованих значень. Для цього було запропоновано застосування сучасного пристрою гнучкої передачі електроенергії на змінному струмі – динамічного відновлювача напруги. Для встановлення ефективності керування рівнями напруги з застосуванням даного устаткування було розроблено його просторово-станну модель і, з урахуванням номінальних характеристик потенційного споживача підземного рудника для якого потрібно буде здійснювати стабілізацію напруги, як-то скреперної лебідки, було визначено її параметри. Здійснено обчислювальну перевірку, котра дозволила встановити, що модель є повністю керованою і спострігаємою, тобто відсутня необхідні в застосуванні спостерігачів стану. Проведене імітаційне моделювання роботи розімкненої системи динамічного відновлювача напруги показало, що модель має низьку якість перехідних процесів, зокрема, тривалий час перехідних процесів, котрий зумовлений їх коливальністю, та високим перерегулюванням.

The article is devoted to solving the problem of voltage level operational stabilization at the underground mines' power grids when it deviates from standardized values. For this purpose, it was proposed to use a modern flexible alternating current transmission system device – a dynamic voltage restorer. To establish the effectiveness of voltage level control using this equipment, its state-space model was developed. Considering the nominal characteristics of a potential consumer of an underground mine for which voltage stabilization will be required, such as a scraper winch, its parameters were determined. A computational verification was performed, which allowed us to establish that the model is fully controllable and observable, i.e., there are no state observers required in the application. The simulation of the operation of the dynamic voltage restorer open-loop system showed that the model has a low quality of transients, in particular, a long settling time due to their oscillation and high overshoot.