Алгоритм расчета потерь мощности, обусловленных высшими гармониками и интергармониками на основе вейвлет-преобразования
Автор: Осипов Дмитрий Сергеевич, Лютаревич Александр Геннадьевич, Ткаченко Всеволод Андреевич, Логунова Яна Юрьевна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электроэнергетика
Статья в выпуске: 1 т.23, 2023 года.
Бесплатный доступ
В статье приводится модернизация алгоритма расчета дополнительных потерь мощности в электрических сетях в несинусоидальных нестационарных режимах. Основой метода является математический аппарат вейвлет-преобразования. Отличием от ранее существующих методов является предварительный выбор оптимальной вейвлет-функции по условию энергии спектра гармонической группы. В работе предложено совместить гармонические и интергармонические группы, определенные в действующей нормативно-технической документации с полосой пропускания вейвлет-функции. Вторым определяющим фактором при выборе оптимальной вейвлет-функции является минимальное среднеквадратичное отклонение исходного и восстановленного сигнала. Предложенный алгоритм позволяет для нестационарных режимов определять действующие значения высших гармоник и интергармоник, а также длительность (время) присутствия высокочастотных компонент в сигнале тока. Полученные величины необходимы для расчета дополнительных потерь мощности и энергии в токоведущих частях. Повышение точности расчета потерь при несинусоидальных нестационарных режимах позволит корректировать технико-экономические обоснования внедрения устройств для фильтрации высших гармоник и интергармоник.
Вейвлет-преобразование в электроэнергетике, высшие гармоники, потери мощности, интергармоники, качество электрической энергии
Короткий адрес: https://sciup.org/147240391
IDR: 147240391 | DOI: 10.14529/power230104
Список литературы Алгоритм расчета потерь мощности, обусловленных высшими гармониками и интергармониками на основе вейвлет-преобразования
- Hanzelka Z., Bien A. “Power Quality Application Guide: Harmonics & Interharmonics”, A guide material by Leonardo Power Quality Initiative, Copper Development Association, 2004.
- Определение интергармоник тока асинхронного двигателя с переменной периодической нагрузкой / Б.А. Авдеев, С.Г. Черный, И.С. Моисеев, А.А. Жиленков // Электротехника. 2022. № 6. С. 39–44. DOI: 10.53891/00135860_2022_6_39
- Eidson B., Halpin М. An evaluation of the extent of correlation between interharmonic and voltage fluctuation measurements // IEEE Transactions on Power Delivery. 2016. Vol. 31, iss. 2. P. 753–760. DOI: 10.1109/tpwrd.2015.2480715
- Interharmonics: theory and modeling / A. Testa [et al.] // IEEE Transactions on Power Delivery. 2007. Vol. 22, iss. 4. P. 2335–2348. DOI: 10.1109/TPWRD.2007.905505
- Сивоконь В.П., Лапшов Д.В., Белов О.А. Диагностические признаки нестандартного проявления нелинейности в электрических сетях // Вестник КамчатГТУ. 2019. № 48. С. 18–27. DOI: 10.17217/2079-0333-2019-48-18-27
- Макашева С.И., Пинчуков П.С. Качество тока: аспекты оценки и нормирования // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2020. Т. 20, №4. С. 23–35. DOI: 10.14529/power200403
- Доброскок Н.А. Лавриновский В.С. Спектральный анализ базовых алгоритмов широтно-импульсного управления без обратной связи для двухуровневых преобразователей частоты // Электротехника. 2021. № 3. С. 21–26.
- Степанов П.И. Закураев В.В. Модель и алгоритм оценки остаточного ресурса электромеханического оборудования на основе комплексного анализа тока и вибрации // Южно-Сибирский научный вестник. 2021. № 2 (36). С. 122–127. DOI: 10.25699/SSSB.2021.36.2.015
- Barros J., Diego R.I., de Apráiz M. Applications of Wavelet Transform for Analysis of Harmonic Distortion in Power Systems: A Review // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2012. Vol. 61, iss. 10. P. 2604–2611. DOI: 10.1109/TIM.2012.2199194
- Morsi W., El-Hawary M. Time-frequency single-phase power components measurements for harmonics and inter-harmonics distortion based on wavelet packet transform; Part II: case studies and results // Canadian Journal of Electrical and Computer Engineering. 2013. Vol. 35 (1). P. 8–14. DOI: 10.1109/cjece.2010.5783379
- Hui J., Xu W., Yang H. A Method to determine the existence of genuine interharmonics // IEEE Transactions on Power Delivery. 2012. Vol. 27 (3). P. 1690–1692. DOI: 10.1109/tpwrd.2012.2198313
- Sheshyekani K., Fallahi G., Hamzeh M., Kheradmandi M. A General Noise-Resilient Technique Based on the Matrix Pencil Method for the Assessment of Harmonics and Interharmonics in Power Systems // IEEE Transactions on Power Delivery. 2017. Vol. 32, no. 5. p. 2179–2188. DOI: 10.1109/TPWRD.2016.2625329
- ГОСТ 30804.4.7–2013. Совместимость технических средств электромагнитная. Общее руководство по средствам измерений и измерениям гармоник и интергармоник для систем электроснабжения и подключаемых к ним технических средств. Введ. 01.01.2014. М.: Стандартинформ, 2013. 40 с.
- ГОСТ 30804.4.30–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Методы измерений показателей качества электрической энергии. Введ. 01.01.2014. М.: Стандартинформ. 2014. 52 с.
- Бирюлин В.И., Куделина Д.В., Горлов А.Н. Анализ нагрева кабельных линий токами высших гармоник и интергармоник // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2020. № 2 (46). С. 61–67.
- Xiong J., Wang B. Measuring power system harmonics and interharmonics by envelope spectrum analysis» // Przeglad Elektrotechniczny. 2010. Vol. 86, no. 12. P. 319–324.
- Обеспечение когерентности цифровой обработки сигналов токов и напряжений электроэнергетических систем при снижении частоты дискретизации / А.Л. Куликов, А.Б. Лоскутов, П.В. Ильюшин, А.А. Севостьянов // Электричество. 2020. № 8. С. 5–16. DOI: 10.24160/0013538020208516
- Разработка метода расчета потерь мощности в токоведущих частях при наличии интергармоник / Д.С. Осипов, Д.В. Коваленко, Л.А. Файфер и др. // Омский научный вестник. 2017. № 4 (154). С. 60–65.
- Latran M.B., Teke A. A novel wavelet transform based voltage sag/swell detection algorithm // International journal of electric power and energy systems. 2015. Vol. 71. P. 131–139. DOI: ijepes.2015.02.040
- Voltage sag and swell detection and segmentation based on independent component analysis / E.A. Nagata, D.D. Ferreira, C.A. Duque, A.S. Cequeira // Electric Power Systems Research. 2018. Vol. 155. P. 274–280. DOI: 10.1016/j.epsr.2017.10.029
- Жежеленко И.В., Саенко. Ю.Л. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. М.: Энергоатомиздат, 2000. 252 с.
- Манусов В.З., Хрипков В.В., Фролова В.В. Сравнительный анализ математических моделей для определения коэффициента увеличения активного сопротивления проводников от высших гармоник // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2018. № 1. С. 184–188.
- Влияние высших гармоник тока на режимы работы кабелей распределительной сети 380 В / В.Н. Тульский, И.И. Карташев, Р.Р. Насыров, М.Г. Симуткин // Промышленная энергетика. 2013. № 5. С. 39–44.
- Экспериментальные исследования электромагнитной совместимости современных электроприводов в системе электроснабжения металлургического предприятия / А.А. Николаев, Г.П. Корнилов, Т.Р. Храмшин и др. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2016. Т. 14, № 4. С. 96–105. DOI: 10.18503/1995-2732-2016-14-4-96-105
