Адаптивная система компенсации реактивной мощности
Автор: Кудряшев Г.С., Иваньо Я.М., Лайков М.И.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Энергообеспечение и энерготехнологии
Статья в выпуске: 5, 2012 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматривается адаптивная система компенсации реактивной мощности. Приводится принцип построения и структурная схема для разработки устройства компенсации. Представлена разработанная функциональная схема и результаты моделирования компенсирующего устройства.
Реактивная мощность, адаптивная система, компенсация, исследование параметров
Короткий адрес: https://sciup.org/14082410
IDR: 14082410
Текст научной статьи Адаптивная система компенсации реактивной мощности
Для сельскохозяйственного предприятия по условиям работы энергосистемы и из-за других мероприятий по регулированию реактивной мощности необходимо ее компенсировать в нормированных пределах. Для этого применяется регулируемая конденсаторная установка, управляемая автоматически в зависимости от режимов работы сельскохозяйственного предприятия. В данном случае целесообразно применять адаптивную систему регулирования реактивной мощности.
Целью работы является разработка адаптивной системы компенсации реактивной мощности.
В настоящее время существует довольно много подходов к построению адаптивных систем. Не углубляясь во все развиваемые направления адаптации, укажем только некоторые, наиболее существенные признаки деления методов адаптации по:
-
1. Уровню априорной информации: параметрическая, структурная адаптации.
-
2. Организации процесса адаптации: поисковые, беспоисковые методы.
-
3. Целям организации адаптации: адаптивные системы со стабилизацией качества, адаптивные системы со стабилизацией качества процесса управления [1].
Наиболее приемлемой для управления процессом компенсации реактивной мощности в электрических сетях является беспоисковая система с параметрической адаптацией и оптимизацией качества. Общая структура такой системы показана на рисунке 1.
Рис. 1. Структурная схема адаптивной системы компенсации реактивной мощности: w y – шум объекта управления; U – напряжение ( ток) сети; ΔU* – отклонение напряжения от заданного; u o – сигнал управления
Объединение алгоритмов управления и оценивания в единый комплекс основывается на теореме разделения, согласно которой информационную и непосредственно управляющую части можно синтезировать раздельно [2]. Управляющая часть в этом случае синтезируется в детерминированной постановке. Измерительная часть компенсирующего устройства (КУ) синтезируется в стохастической постановке. В электрической сети, как правило, присутствуют высокочастотные шумы. Измерительная система является фильтром низких частот и отсеивает эти помехи [3].
Функциональная схема такой системы представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Функциональная схема модели компенсирующего устройства
Результаты математического моделирования на основе разработанной схемы регулируемого КУ и моделирования режимов работы созданной физической модели, исследования параметров регулируемого источника реактивной мощности (табл.) показывают на то, что изменение мощности потребителя существенно не влияет на режим работы компенсатора, при этом значение коэффициента мощности можно повысить до 0,98, погрешность при номинальной нагрузке составляет менее 0,5% [4].
Результаты математического моделирования
|
t, мин |
Р, кВт |
Q, квар |
U, В |
I , А |
COS φ |
|
С компенсирующим устройством |
|||||
|
03:24 |
105,30 |
32,70 |
396,10 |
160,9 |
0,94 |
|
03:25 |
105,30 |
32,80 |
396,20 |
160,8 |
0,95 |
|
03:26 |
104,40 |
33,20 |
396,70 |
158,6 |
0,96 |
|
03:27 |
103,00 |
33,00 |
397,10 |
161,8 |
0,95 |
|
03:28 |
102,50 |
32,90 |
396,40 |
160,5 |
0,95 |
|
03:29 |
103,20 |
33,10 |
396,60 |
157,5 |
0,93 |
|
03:30 |
103,80 |
33,00 |
396,70 |
159,4 |
0,93 |
|
03:31 |
103,80 |
40,70 |
397,00 |
160,7 |
0,95 |
|
03:32 |
102,50 |
40,60 |
397,10 |
160,9 |
0,95 |
|
03:33 |
105,60 |
47,00 |
396,10 |
172,1 |
0,95 |
|
Ср.знач. |
104,10 |
36,70 |
396,10 |
161,3 |
0,94 |
|
Без компенсирующего устройства |
|||||
|
03:34 |
104,40 |
99,00 |
393,90 |
210,9 |
0,73 |
|
03:35 |
102,30 |
98,80 |
393,80 |
208,8 |
0,72 |
|
03:36 |
101,80 |
98,50 |
393,50 |
207,9 |
0,72 |
|
03:37 |
101,50 |
98,20 |
393,30 |
207,4 |
0,72 |
|
03:38 |
102,00 |
98,30 |
393,30 |
207,9 |
0,72 |
|
03:39 |
102,30 |
98,30 |
393,20 |
208,3 |
0,72 |
|
03:40 |
104,10 |
98,20 |
393,30 |
210,3 |
0,72 |
|
03:41 |
105,10 |
98,10 |
393,00 |
211,3 |
0,72 |
|
03:42 |
105,00 |
98,30 |
393,30 |
211,3 |
0,73 |
|
03:43 |
104,00 |
98,10 |
393,30 |
210,3 |
0,72 |
|
Ср. знач. |
103,30 |
98,40 |
393,40 |
209,4 |
0,72 |
|
Отклонение значений, % |
|||||
|
1,00 |
-63,00 |
1,00 |
-23 |
23,00 |
|
Предложенная адаптивная система компенсации реактивной мощности позволяет поддерживать требуемое значение коэффициента мощности и напряжение и тем самым снизить потребление электрической энергии. Данный подход реализован на действующем сельскохозяйственном предприятии при производстве и переработке продукции с часовой нагрузкой более трех тысяч кВтч и низким коэффициентом мощности в исходном режиме до модернизации. Адаптивная система компенсации реактивной мощности успешно зарекомендовала себя при максимальных и минимальных суточных нагрузках в зимний и летний период.
