Перспективы использования многофункциональных активных преобразователей в современных промышленных системах электроснабжения

Ю. А. Сычев; М. Е. Аладьин; Р. Ю. Зимин; А. А. Алдашов

doi:10.34831/EP.2022.49.42.001

Перспективы использования многофункциональных активных преобразователей в современных промышленных системах электроснабжения

Ю. А. Сычев, М. Е. Аладьин, Р. Ю. Зимин, А. А. Алдашов

Аннотация

Обозначены основные перспективы использования многофункциональных активных преобразователей в современных промышленных системах электроснабжения. Обоснована необходимость рассмотрения активных преобразователей в качестве отдельного класса многофункциональных устройств в условиях систем комбинированного электроснабжения при параллельной работе централизованных и автономных источников на общую нагрузку. Определены ключевые функции активных преобразователей по повышению качества электрической энергии, управлению режимами энергообеспечения и энергопотребления в промышленных системах электроснабжения. Выявлены наиболее эффективные и апробированные способы и методы управления активными преобразователями. Приведена классификация многофункциональных активных преобразователей по ключевым признакам, включая структуру, способ подключения к сети, принадлежность к более сложным электротехническим комплексам и системам. Обоснована необходимость системного подхода при применении многофункциональных активных преобразователей в современных промышленных системах электроснабжения.

Ключевые слова

активный преобразователь; многофункциональный; комбинированный преобразователь; электроснабжение; качество электроэнергии

Полный текст:

PDF

Литература

Абрамович, Б. Н. Система бесперебойного электроснабжения предприятий горной промышленности / Б. Н. Абрамович // Записки Горного института. - 2018. - Т. 229. - С. 31 - 40. DOI: 10.25515/PMI.2018.1.31.

Абрамович, Б. Н. Повышение эффективности автономных электротехнических комплексов нефтегазовых предприятий / Б. Н. Абрамович, И. А. Богданов // Записки Горного института. - 2021. - Т. 249. - С. 408 - 416. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.10.

Козярук, А. Е. Повышение энергетической эффективности электромеханической трансмиссии карьерного автосамосвала / А. Е. Козярук, А. М. Камышьян // Записки Горного института. - 2019. - Т. 239. - С. 576 - 582. DOI: 10.31897/PMI.2019.5.576.

Семыкина, И. Ю. Исследование токов привода подъема мостовых кранов металлургических предприятий для раннего диагностирования превышения массы груза / И. Ю. Семыкина, М. В. Кипервассер, А. В. Герасимук // Записки Горного института. - 2021. - Т. 247. - С. 122 - 131. DOI: 10.31897/PMI.2021.1.13.

Егоров, Д. Э. Оптимизация компенсационных характеристик гибридных силовых фильтров / Д. Э. Егоров, В. П. Довгун // Технологии электромагнитной совместимости. - 2016. - № 3 (58). - С. 18 - 26.

Ненахов, А. И. Совмещение функций компенсации реактивной мощности, симметрирования и активной фильтрации токов при построении алгоритма управления устройством СТАТКОМ / А. И. Ненахов, С. И. Гамазин // Электричество. - 2016. - № 8. - С. 46 - 52.

Антонов, Б. М. Гибридная система децентрализованного электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии разных видов / Б. М. Антонов, Н. Н. Баранов, К. В. Крюков, Ю. К. Розанов // Электричество. - 2018. - № 1. - С. 8 - 13.

Антонов, Б. М. Управление гибридным энергокомплексом на основе возобновляемых источников энергии разных видов / Б. М. Антонов, Н. Н. Баранов, К. В. Крюков, Ю. К. Розанов // Электричество. - 2018. - № 7. - С. 19 - 25.

Белоусенко, И. В. Повышение устойчивости электротехнических систем непрерывных производств нефтегазового комплекса / И. В. Белоусенко, М. С. Ершов, М. Ю. Чернев // Промышленная энергетика. - 2019. - № 2. - С. 8 - 15.

Абрамов, Б. И. Инструментальные исследования качества электроэнергии на нефтепромыслах в условиях широкого применения частотно-регулируемых приводов / Б. И. Абрамов, Д. А. Державин, А. М. Чуриков, Ю. Б. Новоселов, М. А. Суслов, Ю. В. Шевырев // Нефтяное хозяйство. - 2016. - № 1. - С. 90 - 92.

Герман-Галкин, С. Г. Анализ и расчет параллельного активного фильтра / С. Г. Герман-Галкин // Электротехника. - 2018. - № 1. - С. 55 - 61.

Ляхомский, А. В. Разработка высоковольтного устройства автоматизированного мониторинга качества электрической энергии в подземных сетях угольных шахт / А. В. Ляхомский, Л. А. Плащанский, С. Н. Решетняк, М. Ю. Решетняк // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2019. - № 7. - С. 207 - 213.

Довгун, В. П. Многофункциональные фильтрокомпенсирующие устройства для систем тягового электроснабжения переменного тока / В. П. Довгун, И. А. Сташков, И. Ф. Николаев, А. Ф. Синяговский // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2016. - № 3. - С. 55 - 60.

Григорян, А. С. Моделирование IGBT-преобразователей по взаимосвязанным подсистемам с учетом снабберных цепей / А. С. Григорян, А. Р. Мамутов, М. В. Пронин, А. Г. Воронцов // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. - 2018. - № 2. - С. 43 - 48.

Розанов, Ю. К. Многофункциональный регулятор качества электроэнергии на основе силового электронного преобразователя / Ю. К. Розанов, М. Г. Лепанов, М. Г. Киселев // Электротехника. - 2014. - № 8. - С. 51 - 59.

Чернышов, М. О. Гибридный регулятор качества электроэнергии для трехфазных четырехпроводных сетей / М. О. Чернышов, В. П. Довгун, С. А. Темербаев // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2020. - Т. 63. - № 1. - С. 55 - 61.

Герман-Галкин, С. Г. Аналитическое и модельное исследование активного полупроводникового преобразователя в системах электропривода / С. Г. Герман-Галкин, З. Ч. Звежевич, Н. А. Поляков // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2014. - № 3(91). - С. 131 - 139.

Григорян, А. С. Моделирование IGBT-преобразователей по взаимосвязанным подсистемам с учетом времени переключения транзисторов / А. С. Григорян, А. Р. Мамутов, М. В. Пронин, А. Г. Воронцов // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. - 2018. - № 1. - С. 49 - 54.

Мещеряков, В. Н. Активный фильтр электроэнергии с общим звеном постоянного тока и системой управления на основе релейного регулятора тока / В. Н. Мещеряков, М. М. Хабибуллин // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2014. - № 7. - С. 26 - 33.

O'Rourke, C. J. A Geometric Interpretation of Reference Frames and Transformations: dq0, Clarke, and Park / C. J. O'Rourke, M. M. Qasim, M. R. Overlin, J. L. Kirtley Jr. // IEEE Transactions on Energy Conversion. - 2019. - Vol. 34. - No. 4. - Pp. 2070 - 2083.

Thuyen, C. M. A New Design Algorithm for Hybrid Active Power Filter / C. M. Thuyen // International Journal of Electrical and Computer Engineering. - 2019. - Vol. 9. - No. 6. - Pp. 4507 - 4515.

Manusov, V. Z. Swarm Algorithms in Dynamic Optimization Problem of Reactive Power Compensation Units Control / V. Z. Manusov, P. V. Matrenin, N. Khasanzoda // International Journal of Electrical and Computer Engineering. - 2019. - Vol. 9. - No. 5. - Pp. 3967 - 3974.

Шевырев, Ю. В. Улучшение качества электроэнергии при работе полупроводникового преобразователя частоты / Ю. В. Шевырев // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2020. - № 2. - С. 171 - 178.

Шевырев, Ю. В. Улучшение формы напряжения в системах электроснабжения предприятий минерально-сырьевого комплекса с активным выпрямителем / Ю. В. Шевырев, Н. Ю. Шевырева // Горный журнал. - 2019. - № 1. - С. 66 - 69.

Perez Valles, A. A New Distributed Measurement Index for the Identification of Harmonic Distortion and / or Unbalance Sources Based on the IEEE Std. 1459 Framework / A. Perez Valles, P. Salmeron Revuelta // Electric Power Systems Research. - 2019. - Vol. 172. - Pp. 96 - 104.

Vorontsov, A. The electromechanical power system link for backup power supply of consumers / A. Vorontsov, V. Glushakov, M. Pronin, V. Shelyukh, D. Kukushkin, V. Tretyakov // IECON Proceedings (Industrial Electronics Conference). 2020. - Vol. 1. - Pp. 1715 - 1720. DOI: 10.1109/ IECON43393.2020.9255241.

Ершов, М. С. Определение и оценка показателей эмиссии гармонических составляющих токов от низковольтных асинхронных частотно-регулируемых приводов / М. С. Ершов, М. Ю. Чернев // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2019. - Т. 62. - № 1. - С. 59 - 65.

Baburin, S. V. Algorithm for the choice of power supply system rational structure of gas pumping stations / S. V. Baburin, A. V. Turysheva, M. S. Kovalchuk // Journal of Physics: Conference Series, № 1753. - 2021. - Pp. 1 - 7.

Шевырев, Ю. В. Исследование электромагнитной совместимости дизельной электростанции и главного электропривода буровой установки / Ю. В. Шевырев, Д. А. Моргачев // Горный журнал. - 2015. - № 1. - С. 62 - 66.

Поляков, Н. А. Синхронизация трехфазных активных выпрямителей напряжения с питающей сетью / Н. А. Поляков, П. А. Борисов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2012. - № 4(80). - С. 55-60.

Senchilo, N. D. Method for Determining the Optimal Capacity of Energy Storage Systems with a Long-Term Forecast of Power Consumption / N. D. Senchilo, and D. A. Ustinov // Energies. - Vol. 14. - No. 21, Nov. 2021, Art. no. 7098, DOI: 10.3390/en14217098.

Lavrik, A. Optimizing the Size of Autonomous Hybrid Microgrids with Regard to Load Shifting / A. Lavrik, Y. Zhukovskiy, and P. Tcvetkov // Energies. - Vol. 14. - No. 16. - Aug. 2021, Art. no. 5059, doi: 10.3390 / en14165059.

Довгун, В. П. Параметрический синтез широкополосных силовых фильтров / В. П. Довгун, Д. Э. Егоров, В. В. Новиков, Е. С. Звягинцев // Электричество. - 2018. - № 12. - С. 14 - 21.

Litran, S. P. Electromagnetic Compatibility Analysis of a Control Strategy for a Hybrid Active Filter / S. P. Litran, P. Salmeron // Electric Power Systems Research. - 2017. - Vol. 144. - Pp. 81 - 88.

Абрамович, Б. Н. Исследование пусковых режимов синхронных приводов нефтегазодобывающих предприятий / Б. Н. Абрамович, Д. А. Устинов, И. Г. Плотников, А. В. Турышева // Записки Горного института. - 2012. - Т. 196. - С. 218 - 221.

Korolev, N. Efficiency Increase of Energy Systems in Oil and Gas Industry by Evaluation of Electric Drive Lifecycle / N. Korolev, A. Kozyaruk, and V. Morenov // Energies. - Vol. 14. - No. 19. - Oct. 2021. - Art. no. 6074, DOI: 10.3390/en14196074.

Turysheva, A. Estimation of Electricity Generation by an Electro-Technical Complex with Photoelectric Panels Using Statistical Methods / A. Turysheva, I. Voytyuk, and D. Guerra // Symmetry. - Vol. 13. - No. 7. - Jul. 2021. - Art. no. 1278, DOI: 10.3390/sym13071278.

Aderibole, A. Domain of stability characterization for hybrid microgrids considering different power sharing conditions / A. Aderibole, H. H. Zeineldin, M. S. El-Moursi, J. C.-H. Peng, M. Al Hosani // IEEE Transactions on Energy Conversion. - 2018. - Vol. 33. - No. 1. - Pp. 312 - 323.

Клюев, Р. В. Повышение эффективности релейной защиты на горно-обогатительном комбинате / Р. В. Клюев, И. И. Босиков, О. А. Гаврина // Записки Горного института. - 2021. - Т. 248. - С. 300 - 311. DOI: 10.31897/PMI.2021.2.14.

Ustinov, D. A. Influence by technological process onto mineral resources sector enterprise power supplies reliability parameters / D. A. Ustinov, S. V. Baburin // International Journal of Applied Engineering Research. - 2016. - 11(7). - Pp. 5267 - 5270.

Nepsha, F. Application of FACTS Devices in Power Supply Systems of Coal Mines / F. Nepsha, V. Voronin, R. Belyaevsky, V. Efremenko, K. Varnavskiy // E3S Web Conf.: Vth International Innovative Mining Symposium. - 2020. - Vol. 174. - № 03026. DOI: 10.1051/e3scon/ 202017403026.

Reddy V. Veera Nagi. A multilevel UPQC for voltage and current quality improvement in distribution system / V. Veera Nagi Reddy, D. V. Ashok Kumar, V. Reddy Kota // International Journal of Power Electronics and Drive Systems. - 2019. - Vol. 10. - No. 4. - Pp. 1932 - 1943.

Litvinenko, V. The role of hydrocarbons in the global energy agenda: The focus on liquefied natural gas / V. Litvinenko // Resources. - 2020. - Vol. 9. - Issue 5. 264. DOI: 10.3390/ RESOURCES9050059.

Litvinenko, V. S. Digital Economy as a Factor in the Technological Development of the Mineral Sector / V. S. Litvinenko // Natural Resources Research. - Vol. 29. - No. 5. - Pp. 1521 - 1541, Jun. 2020, DOI: 10.1007/s11053-019-09568-4.

Litvinenko, V. S. Barriers to Implementation of Hydrogen Initiatives in the Context of Global Energy Sustainable Development / V. S. Litvinenko, P. S. Tsvetkov, M. V. Dvoynikov, and G. V. Buslaev // Journal of Mining Institute. - Vol. 244. - Pp. 428 - 438. - Oct. 2020, DOI: 10.31897 / pmi.2020.4.5.

Sushkov, V. V. Evaluation of submersible electric motor insulation residual resource in oil production electric centrifugal pumps under the influence of impulse overvoltages / V. V. Sushkov, V. V. Timoshkin, I. S. Sukhachev, S. V. Sidorov // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, Geo Assets Engineering. - 2017. - Vol. 328(10). - Pp. 74 - 80.

Kopyrin, V. A. Investigation of Energy and Power Characteristics of Submersible Electric Motor with Downhole Compensator / V. A. Kopyrin, M. V. Deneko, L. A. Gabitiva // 2020 International Multi-Conference on Industrial Engineering and Modern Technologies, FarEastCon 2020. - 2020. - Vol. 1. - № 9271407. DOI: 10.1109/ FarEastCon50210.2020.9271407.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2022.49.42.001