Вплив несинусоїдальних режимів роботи електричних мереж на процеси електроспоживання

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет – "Харківський політехнічний інститут", Харків 2016. Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-технічної задачі впливу несинусоїдальних режимів роботи електричних мереж на процеси електроспоживання в точці підключення неідеального (несиметричного і нелінійного) навантаження до мережі з несиметричною і несинусоїдальною напругою. На основі теоретичних досліджень, що використовують єдиний векторний підхід, отримана векторна математична модель несинусоїдальних і несиметричних енергетичних режимів у чотирьохпроводній системі. Векторний підхід використовує два доповнюючих один одного методу: часовий і спектральний метод. Часовий підхід використовує поняття класичної скалярної і нової векторної миттєвої потужності. Спектральний підхід застосовує комплексний ряд Фур'є до трифазних процесів струму і напруги. Підхід використовує класичні поняття скалярних інтегральних потужностей (активна потужність і реактивна потужність) і дозволяє отримати нові інтегральні векторні потужності (потужність небалансу, потужність пульсацій). На прикладі активно-реактивного несиметричного лінійного навантаження показано як запропонована математична модель дозволяє уточнювати і деталізувати розкладання повної потужності IEEE Standard 1459 несинусоїдного режиму. Методом візуального програмування Simulink реалізовано імітаційну модель несинусоїдального енергетичного режиму в пакеті Matlab. Проведене моделювання підтвердило правильність теоретичних досліджень.Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences, specialty 05.14.02 – Еlectrical power stations, networks and systems. – National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov, 2016. The thesis is dedicated to solution of the important scientific and technical problem of influence of the non-sinusoidal regimes of electric networks operation on the processes of power consumption at the point of connection of a non-ideal (asymmetrical and nonlinear) load to the network with asymmetrical and non-sinusoidal voltage. Based on theoretical studies using a common vector approach, a vector mathematical model of non-sinusoidal and asymmetrical power regimes in a four-phase system has been obtained. The vector approach uses two complementary methods: time and spectral. Time approach uses concepts of the classical scalar and a new vector instant power. The spectral approach uses complex Fourier series for three-phase current and voltage processes. The approach uses the classical notions of scalar integral powers (active power and reactive power) and provides obtaining new integrated vector powers (power of unbalance, power of pulsations). It was shown on an example of activereactive nonsymmetrical linear load how the proposed mathematical model allows refining and detailing the decomposition of full power of the IEEE Standard 1459 non-sinusoidal mode. Imitating model of non-sinusoidal power regime was implemented with the help of visual programming method Simulink in the software package Matlab. Carried simulations have confirmed the correctness of theoretical research.