vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2021-66-2-212-219vestift-669Research ArticleЭНЕРГЕТИКА, ТЕПЛО- И МАССООБМЕНPOWER ENGINEERING, HEAT AND MASS TRANSFERФазовая синхронизация в системе коррекции параметров питающего напряжения методом адаптивной фильтрацииPhase synchronization in the system of supply voltage parameters correction by the adaptive filtration methodПервенёнокР. Е.PervianenakR. E.

Первенёнок Роман Евгеньевич – магистр технических наук, адъюнкт кафедры электротехники и систем электропитания

пр. Независимости, 220, 220057, Минск, Республика Беларусь

Roman E. Pervenyonok – Master of Engineering, Adjunct of the Department of Electrical Engineering and Power Supply Systems

220, Nezavisimosti Ave., 220057, Minsk, Republic of Belarus

ronnn.08@mail.ruСицкоА. Л.SitskoA. L.

Сицко Александр Леонидович – кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры электротехники и систем электропитания

пр. Независимости, 220, 220057, Минск, Республика Беларусь

Alexander L. Sitsko – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Professor of the Department of Electrical Engineering and Power Supply Systems

220, Nezavisimosti Ave., 220057, Minsk, Republic of Belarus

Военная академия Республики БеларусьMilitary Academy of the Republic of Belarus202116072021662212219Copyright © Первенёнок Р.Е., Сицко А.Л., 20212021Первенёнок Р.Е., Сицко А.Л.Pervianenak R.E., Sitsko A.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/669

Рассмотрена адаптивная фазовая автоподстройка частоты, которая позволяет улучшить стабильность синхронизации активного фильтра, добиться качественной компенсации высших гармонических составляющих тока, потребляемого автономными объектами. Следовательно, применение такого активного фильтра существенного улучшит качества электроэнергии и нормальное безаварийное функционирование оборудования в целом. Система управления с адаптивной фазовой автоподстройкой частот имеет достоинства, выражаемые в надежной и эффективной системе управления, дает возможность оперативно реагировать на динамические изменения нагрузки, что характерно для работы функционального оборудования автономных объектов. Система управления становится в более гибкой, надежной, эффективной и обеспечивает получение мгновенного значения тока компенсации по измеренным значениям кривой тока нагрузки. Вычисления возможно проводить в режиме реального времени. Алгоритмы LMS, NLMS, RLS рассмотрены в качестве настройки весовых коэффициентов адаптивной фазовой автоподстройки частоты в системе коррекции параметров питающего напряжения. На основе имитационного моделирования алгоритмов, проведенного в среде MATLAB, сделан сравнительный анализ их эффективности. Показано, что наивысшее качество подавления и минимальное время переходного процесса имеет алгоритм NLMS. Этот алгоритм работает в режиме реального времени и рекомендуется для применения в системе коррекции показателей питающего напряжения.

An adaptive phase-locked loop is considered, which makes it possible to improve the stability of synchronous active filters, to achieve compensation for high-quality harmonic components of the current consumed by autonomous objects. Therefore, the use of such an active filter will improve the power quality and the normal trouble-free operation of the equipment in general. A control system with an adaptive phase-locked loop often has the advantages of a reliable and efficient control system. It makes it possible to quickly respond to dynamic changes in the load, which is typical for the operation of functional equipment of autonomous objects. The control system becomes more flexible, reliable, efficient and provides an instantaneous value of the compensation current from the measured values of the load current curve. Calculations can be carried out in real time. LMS, NLMS, RLS algorithms are considered as adjusting the weighted adaptive phase-locked loop in the system for correcting the supply voltage parameters. Based on the simulation of algorithms carried out in the MATLAB environment, a comparative analysis of their effectiveness is made. It is shown that the NLMS algorithm has the highest suppression quality and minimum transient time. The NLMS algorithm works in real time and is recommended for use in the supply voltage correction system.

система автономного электроснабженияавтономный объектсистема управленияустройство синхронизацииактивный фильтрадаптивная фазовая автоподстройка частотыautonomous power supply systemautonomous objectcontrol systemsynchronization deviceactive filteradaptive phase-locked loopReferencesЭлектромагнитная совместимость потребителей / И. В. Жежеленко [и др.]. – М.: Машиностроение, 2012. – 351 с.Zhezhelenko I. V., Shidlovskii A. K., Pivnyak G. G., Saenko Yu. L., Noiberger N. A. Electromagnetic Compatibility of Consumers. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2012. 351 p. (in Russian).Зиновьев, Г. С. Силовая электроника / Г. С. Зиновьев. – 5-е изд., испр. и доп. – М.: Юрайт, 2012. – 667 с.Zinov’ev G. S. Power Electronics. 5th ed., rev. and add. Moscow, Jurajt Publ., 2012. 667 p. (in Russian).Grid Synchronization Method Based on a Quasi-Ideal Low-Pass Filter Stage and a Phase- Locked Loop / E. Robles [et al.] // IEEE Power Electronics Specialists Conference, Jun. 15–19, 2008, Rodhes, Greece, pp. 4056–4061. https://doi.org/10.1109/pesc.2008.4592588Robles E., Ceballos S., Pou J., Zaragoza J., Gabiola I. Grid Synchronization Method Based on a Quasi-Ideal Low-Pass Filter Stage and a Phase- Locked Loop. IEEE Power Electronics Specialists Conference, Jun. 15–19, 2008, Rodhes, Greece, pp. 4056–4061. https://doi.org/10.1109/pesc.2008.4592588Hsieh, G. Phase-Locked Techniques – A Survey / G. Hsieh, J. Hung // IEEE Transaction on Industrial Electronics. – 1996. – Vol 43, № 6. – P. 609–615. https://doi.org/10.1109/41.544547Hsieh G., Hung J. Phase-Locked Techniques – A Survey. IEEE Transaction on Industrial Electronics, 1996, vol 43, no. 6, pp. 609–615. https://doi.org/10.1109/41.544547Design and Operation of a Phase- Locked Loop with Kalman Estimator-Based Filter for Single-Phase Applications / K. Brabandere [et al.] // IECON 2006 - 32nd Annual Conference on IEEE Industrial Electronics, p. 525–530. https://doi.org/10.1109/iecon.2006.348099Brabandere K., Loix T., Engelen K., Bolsens B., Van den Keybus J., Driesen J., Belmans R. Design and Operation of a Phase- Locked Loop with Kalman Estimator-Based Filter for Single-Phase Applications. IECON 2006 - 32nd Annual Conference on IEEE Industrial Electronics, pp. 525–530. https://doi.org/10.1109/iecon.2006.348099Jovcic, J. Phase Locked Loop System for FACTS / J. Jovcic // IEEE Transaction on Power Systems. – 2003. –Vol. 18, № 3. – P. 1116–1124. https://doi.org/10.1109/tpwrs.2003.814885Jovcic J. Phase Locked Loop System for FACTS. IEEE Transaction on Power Systems, 2003, vol. 18, no. 3, pp. 1116–1124. https://doi.org/10.1109/tpwrs.2003.814885Борисов, П. А. Синхронизация трехфазных активных выпрямителей напряжения с питающей сетью / П. А. Борисов, Н. А. Поляков // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. – 2012. – № 4 (80). – С. 55–60.Borisov P. A., Poljakov N. A. Synchronization of three-phase active voltage rectifiers with the mains. Nauchno-tehnicheskii vestnik informacionnyh tehnologii, mehaniki i optiki = Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2012, no. 4 (80), pp. 55–60 (in Russian).Kaura, V. Operation of a phase locked loop system under distorted utility conditions / V. Kaura, V. Blasko // IEEE Transactions on Industry Application. – 1997. – Vol. 33, iss. 1. – P. 58–63. https://doi.org/10.1109/28.567077Kaura V., Blasko V. Operation of a phase locked loop system under distorted utility conditions. IEEE Transactions on Industry Application, 1997, vol. 33, iss. 1, pp. 58–63. https://doi.org/10.1109/28.567077Chung, S.-K. Phase-locked loop for grid connected three-phase power conversion systems / S.-K. Chung. // IEEE Proceeding Electric Power Application. – 2000. – Vol. 147, iss. 3. – P. 213–219. https://doi.org/10.1049/ip-epa:20000328Chung, S.-K. Phase-locked loop for grid connected three-phase power conversion systems. IEEE Proceeding Electric Power Application, 2000, vol. 147, iss. 3, pp. 213–219. https://doi.org/10.1049/ip-epa:20000328Чижима, С. Н. Совершенствование методов и средств контроля качества электроэнергии и составляющих мощности в электроэнергетических системах с тяговой нагрузкой: дис. … д-ра техн. наук: 05.14.02 / С. Н. Чижима. – Новосибирск, 2014. – 367 л.Chizhima S. N. Improvement of Methods and Means of Quality Control of Electricity and Power Components in Electric Power Systems with Traction Load. Novosibirsk, 2014. 367 p. (in Russian).Джиган, В. И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. – М.: Техносфера, 2013. – 528 с.Dzhigan V. I. Adaptive Signal Filtering: Theory and Algorithms. Moscow, Tehnosfera Publ., 2013. 528 p. (in Russian).Akagi, H. Generalized Theory of the Instantaneous Reactive Power in Three-Phase Circuits / H. Akagi, Y. Kanazawa, A. Nabae // IPEC'83 – Int. Power Electronics Conf. – Tokyo, 1983. – P. 1375–1386.Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A. Generalized Theory of the Instantaneous Reactive Power in Three-Phase Circuits. IPEC'83 – Int. Power Electronics Conf. Tokyo, 1983, pp. 1375–1386.Han, Y. A novel harmonic-free power factor corrector based on T-type APF with adaptive linear neural network (ADALINE) control / Y. Han, M. M. Khan, C. Chen // Simulation Modeling Practice&Theory. – 2008. – Vol. 16, N 9. – P. 1215–1238. https://doi.org/10.1016/j.simpat.2008.06.002Han Y., Khan M. M., Chen C. A novel harmonic-free power factor corrector based on T-type APF with adaptive linear neural network (ADALINE) control. Simulation Modeling Practice & Theory, 2008, vol 16, iss. 9, pp. 1215–1238. https://doi.org/10.1016/j.simpat.2008.06.002Дьяконов, В. MATLAB. Обработка сигналов и изображений / В. Дьяконов. – СПб.: Питер, 2002. – 608 с.D’yakonov V. MATLAB. Signal and Іmage Processing. St. Petersburg, Piter Publ., 2002. 608 p. (in Russian).Бычков, Б. И. Синхронизация трехфазных активных выпрямителей напряжения с питающей сетью / Б. И. Бычков, А. С. Романовский, В. Я. Хартонов // . – 2016. – № 5. – С. 11–25.Bychkov B. I., Romanovskii A. S., Hartonov V. Ja. Synchronization of three-phase active voltage rectifiers with the mains. Radiooptika [Radio Optics], 2016, no. 5, pp. 11–25 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.