Фазовая синхронизация в системе коррекции параметров питающего напряжения методом адаптивной фильтрации

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.

1. Электромагнитная совместимость потребителей / И. В. Жежеленко [и др.]. – М.: Машиностроение, 2012. – 351 с.

2. Зиновьев, Г. С. Силовая электроника / Г. С. Зиновьев. – 5-е изд., испр. и доп. – М.: Юрайт, 2012. – 667 с.

3. 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.2008.4592588

4. Hsieh, 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/10.1109/41.544547

5. Design 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.2006.348099

6. Jovcic, 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.2003.814885

7. Борисов, 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.

8. 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/10.1109/28.567077

9. Chung, 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:20000328

10. Чижима, 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.

11. Джиган, В. И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. – М.: Техносфера, 2013. – 528 с.

12. 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.

13. 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.2008.06.002

14. Дьяконов, В. MATLAB. Обработка сигналов и изображений / В. Дьяконов. – СПб.: Питер, 2002. – 608 с.

15. 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.