Controlled Intersystem Link Based on a "Hexagon" Scheme Converter
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
135 0
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.3.072.9 (2)
Electrotehnică (828)
SM ISO690:2012
КАЛИНИН, Л.П.; ЗАЙЦЕВ, Д.; ТЫРШУ, М.; ГОЛУБ, Ирина; КАЛОШИН, Данила. Controlled Intersystem Link Based on a "Hexagon" Scheme Converter. In: Problemele Energeticii Regionale. 2021, nr. 1(49), pp. 12-20. ISSN 1857-0070.
10.52254/1857-0070.2021.1-49.11
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 1(49) / 2021 / ISSN 1857-0070

Controlled Intersystem Link Based on a "Hexagon" Scheme Converter

Interconexiune sistemică dirijată pe baza convertorului de tip „hexagon”

Управляемая межсистемная связь на базе преобразователя, выполненного по схеме «шестиугольник»


DOI: 10.52254/1857-0070.2021.1-49.11
CZU: 621.3.072.9
Pag. 12-20

Калинин Л.П., Зайцев Д., Тыршу М., Голуб Ирина, Калошин Данила
 
Институт энергетики
 
Disponibil în IBN: 21 martie 2021


Rezumat

The aim of the paper is to research possibility to use a "hexagon" scheme static frequency converter as controlled intersystem link for two parallel operating power systems with different operating frequencies, or standards for frequency stabilization. The paper aims to study the transformer device operating characteristics that implements the output voltage phase circular rotation principle relative to the input voltage and controlled by power electronics. This goal is achieved through the elaborated "rough" device control strategy, which made it possible to provide controlled AC intersystem link of asynchronous power systems without the use of additional harmonic filters and dampers. Two sectioning modes of adjusting windings were used to apply 24 and 48 position laws of the converter "fine" control. The most significant results are the new technical solution of the frequency converter, as well as the "rough" control strategy. To assess the conversion quality, indicators were used that characterize the degree of stability of the transmitted power and the harmonic distortion of the current. The computational experiments results have shown the effectiveness of the proposed "rough" control strategy. It is proved that 48-position sectioning of the "fine" regulation winding can significantly improve the quality of conversion compare to 24-position. The obtained results significance is that developed technical solution provides acceptable indicators of the frequency conversion quality and transmitted active power stability. In addition, the use of the proposed converter technical solution can significantly reduce the number of windings and control means compare to previously ones studied by the authors.

Obiectul cercetării îl reprezintă convertorul de frecvență static, realizat conform schemei „hexagon”, care poate fi utilizat pentru interconectarea dirijată a două sisteme energetice, ce funcţionează la parametri diferiţi privind frecvenţa şi standardele pentru menținerea acesteia. Scopul lucrării este cercetarea caracteristicilor de funcționare ale dispozitivului propus, care implementează principiul rotației circulare a fazei tensiunii de ieșire în raport cu cea de intrare în baza electronicii de putere. Acest obiectiv este realizat în baza unei strategii de control „brut” a dispozitivului, care a permis realizarea interconexiunii sistemice dirijate direct în curent alternativ fără utilizarea filtrelor armonice sau inductoarelor. Au fost propuse două metode de secționare a înfășurărilor de reglare, care asigură reglarea „fină” a convertorului cu 24 și 48 de poziţii. În mediul Simulink/Matlab, au fost dezvoltate modele dispozitivului propus şi s-au efectuat experimente de calcul. Cele mai semnificative rezultate sunt soluţia tehnică a convertorului de frecvență, precum și strategia de control „brută”. Calitatea conversiei este evaluată în baza gradului de stabilitate a puterii transmise și distorsiunea armonică a curentului. Rezultatele obținute pentru dispozitivul propus au arătat eficacitatea strategiei de control „brut” propusă. S-a dovedit că reglarea „fină” utilizând 48 de poziţii îmbunătățeşte semnificativ calitatea conversiei comparativ cu 24 poziţii. Importanţa rezultatelor obținute constă în faptul, că dispozitivul propus asigură indicatori de calitate la conversia frecvenţei și stabilitatea puterii active transmise. Adiţional, soluţia tehnică propusă permite reducerea semnificativă a numărul de înfășurări și chei de putere comparativ cu soluţiile prezentate anterior de către autori.

Объектом исследования является статический преобразователь частоты, выполненный по схеме «шестиугольник», который может быть использован для организации управляемой межсистемной связи при параллельной работе энергосистем, имеющих различные рабочие частоты, либо стандарты по поддержанию частоты. Целью работы является исследование режимных характеристик трансформаторного устройства, реализующего принцип кругового вращения фазы выходного напряжения относительно входного и управляемого средствами силовой электроники. Поставленная цель достигается посредством разработки стратегии «грубого» управления устройством, которая позволила обеспечить управляемую межсистемную связь переменного тока асинхронно работающих энергосистем без применения дополнительных гармонических фильтров и демпферов. При управлении устройством использованы два способа секционирования регулировочных обмоток, которые позволили применить 24-х и 48-и позиционные законы «тонкого» управления преобразователем. Также в среде Simulink/Matlab были разработаны структурно - имитационные модели объекта исследования. На основе SPS- моделей были проведены расчетные эксперименты, имитирующие работу преобразователя на активную нагрузку при соотношении частот передающей и принимающей системы 60Гц и 50Гц соответственно. Наиболее существенными результатами являются новый схемный вариант частотного преобразователя, а также стратегия «грубого» управления. Для оценки качества преобразования использованы показатели, характеризующие степень стабильности передаваемой мощности и коэффициент гармонических искажений тока. Результаты расчётных экспериментов, полученные на основе построенных структурно-имитационных моделей статического преобразователя частоты для различных вариантов регулирования, показали эффективность предложенной стратегии «грубого» управления. Доказано, что 48-и позиционное секционирование обмотки «тонкого» регулирования позволяет значительно улучить качество преобразования по отношению к 24-х позиционному. Значимость полученных результатов состоит в том разработанное техническое решение обеспечивает приемлемые показатели качества частотного преобразования и стабильности передаваемой активной мощности. Кроме того, применение предлагаемого схемного варианта преобразователя позволяет существенно уменьшить количество обмоток и средств регулирования по сравнению с образцами, исследованными авторами ранее.

Cuvinte-cheie
controlled intersystem link, static frequency converter, control strategy, degree of stability of transmitted power, harmonic distortion of current,

interconexiune sistemică dirijată, convertor static de frecvenţă, strategie de control, gradul de stabilitate a puterii transmise, distorsiunea armonică a curentului,

управляемая межсистемная связь, статический преобразователь частоты, стратегия управления, степень стабильности передаваемой мощности, коэффициент гармонических искажения по току