Search

Purpose. This paper proposes the application procedure of a new metaheuristic technique in a practical electrical power system to solve optimal power flow problems, this technique namely the slime mould algorithm (SMA) which is inspired by the swarming behavior and morphology of slime mould in nature. This study aims to test and verify the effectiveness of the proposed algorithm to get good solutions for optimal power flow problems by incorporating stochastic wind power generation and static VAR compensators devices. In this context, different cases are considered in order to minimize the total generation cost, reduction of active power losses as well as improving voltage profile. Methodology. The objective function of our problem is considered to be the minimum the total costs of conventional power generation and stochastic wind power generation with satisfying the power system constraints. The stochastic wind power function considers the penalty cost due to the underestimation and the reserve cost due to the overestimation of available wind power. In this work, the function of Weibull probability density is used to model and characterize the distributions of wind speed. Practical value. The proposed algorithm was examined on the IEEE-30 bus system and a large Algerian electrical test system with 114 buses. In the cases with the objective is to minimize the conventional power generation, the achieved results in both of the testing power systems showed that the slime mould algorithm performs better than other existing optimization techniques. Additionally, the achieved results with incorporating the wind power and static VAR compensator devices illustrate the effectiveness and performances of the proposed algorithm compared to the ant lion optimizer algorithm in terms of convergence to the global optimal solution., Мета. У статті пропонується процедура застосування нового метаеврістіческого методу в реальній електроенергетичній системі для розв’язання задач оптимального потоку енергії, а саме алгоритму слизової цвілі, який заснований на поведінці рою і морфології слизової цвілі в природі. Дане дослідження спрямоване на тестування і перевірку ефективності запропонованого алгоритму для отримання хороших рішень для проблем оптимального потоку потужності шляхом включення пристроїв стохастичною вітрової генерації і статичних компенсаторів VAR. У зв'язку з цим, розглядаються різні випадки, щоб мінімізувати загальну вартість генерації, знизити втрати активної потужності і поліпшити профіль напруги. Методологія. В якості цільової функції завдання розглядається мінімальна сукупна вартість традиційної генерації електроенергії і стохастичної вітрової генерації при задоволенні обмежень енергосистеми. Стохастична функція енергії вітру враховує величини штрафів через недооцінку і резервні витрати через завищену оцінку доступної вітрової енергії. У даній роботі функція щільності ймовірності Вейбулла використовується для моделювання і характеристики розподілів швидкості вітру. Практична цінність. Запропонований алгоритм був перевірений на системі шин IEEE-30 і великий алжирської тестовій енергосистемі зі 114 шинами. У випадках, коли мета полягає в тому, щоб звести до мінімуму традиційне вироблення електроенергії, досягнуті результати в обох тестових енергосистемах показали, що алгоритм слизової цвілі функціонує краще, ніж інші існуючі методи оптимізації. Крім того, досягнуті результати з використанням вітрової енергії і статичного компенсатора VAR ілюструють ефективність і продуктивність запропонованого алгоритму в порівнянні з алгоритмом оптимізатора мурашиних левів з точки зору збіжності до глобального оптимального рішення.

Wind turbines with permanent magnet synchronous generator (PMSG) are widely used as sources of energy connected to a grid. The studied system is composed of a wind turbine based on PMSG, a bridge rectifier, a boost converter, and a controlled inverter to eliminate low-order harmonics in grid currents under disturbances of grid voltage. Traditionally, the grid side converter is controlled by using the control VFOC (Virtual Flux Oriented Control), which decouple the three-phase currents indirect components (id) and in quadratic (iq) and regulate them separately. However, the VFOC approach is dependent on the parameters of the system. This paper illustrates a new scheme for the grid-connected converter controller. Voltage imbalance and harmonic contents in the three-phase voltage system cause current distortions. Hence, the synchronization with the network is an important feature of controlling the voltage converter. Thus, a robust control method is necessary to maintain the adequate injection of the power during faults and/or a highly distorted grid voltage. The proposed new control strategy is to use the direct power control based virtual flux to eliminate side effects induced by mains disturbances. This control technique lowers remarkably the fluctuations of the active and reactive power and the harmonic distortion rate. The estimated powers used in the proposed control approach is calculated directly by the positive, negative, and harmonic items of the estimated flux and the measured current without line sensor voltage., Ветряные турбины с синхронным генератором на постоянных магнитах (PMSG) широко используются в качестве источников энергии, подключенных к сети. Исследуемая система состоит из ветряной турбины на основе PMSG, мостового выпрямителя, повышающего преобразователя и управляемого инвертора для устранения гармоник низкого порядка в токах сетки при возмущениях напряжения сети. Традиционно преобразователь на стороне сети управляется с помощью виртуального потокоориентированного управления VFOC (Virtual Flux Oriented Control), который разделяет трехфазные токи на косвенные компоненты (id) и на квадратичные компоннеты (iq) и регулирует их отдельно. Однако подход VFOC зависит от параметров системы. Данная статья иллюстрирует новую схему для контроллера преобразователя, подключенного к сети. Дисбаланс напряжения и содержание гармоник в трехфазной системе напряжения вызывают искажения тока. Следовательно, синхронизация с сетью является важной особенностью управления преобразователем напряжения. Таким образом, надежный метод управления необходим для поддержания адекватной подачи энергии во время неисправностей и/или значительно искаженного напряжения сети. Предложенная новая стратегия управления заключается в использовании виртуального потока на основе прямого управления мощностью для устранения побочных эффектов, вызванных помехами в сети. Этот метод управления значительно снижает колебания активной и реактивной мощности и уровень гармонических искажений. Оценочные мощности, используемые в предлагаемом подходе к управлению, рассчитываются непосредственно по положительным, отрицательным и гармоническим элементам оцененного потока и измеренного тока без напряжения линейного датчика.

Purpose. The aim of this paper is to perform a simple and robust control method based on the well-known sliding control approach for a self-excited induction generator supplying an isolated DC load; this adopted technique does not require much computation and could be easily implemented in practice. In this context, the present work will begin with a mathematical development of this control technique and its application to the self-excited induction generator case. For this purpose, the machine provides the produced active power to the load through a static PWM converter equipped with a single capacitor on the DC side. In order to insure the output DC-bus voltage regulation with respect to the load-power demands and the rotor speed fluctuations, the required stator currents references are computed by considering the reactive power required for the machine core magnetization, the induced voltages through the stator windings and the active power set value obtained from the corresponding sliding mode DC-bus voltage controller. Regarding the nonlinearity of the DC-bus voltage mathematical model and the discontinuity characterizing the converter-machine behavior association, the sliding mode strategy will constitute a perfect tool to sizing the controller structure with high control performances. Results of simulation carried out to demonstrate the proposed control validity are presented., Целью данной статьи является разработка простого и надежного метода управления, основанного на хорошо известном подходе к управлению скольжением для асинхронного генератора с самовозбуждением, питающего изолированную нагрузку постоянного тока; данный принятый метод не требует больших объемов вычислений и может быть легко реализован на практике. В этом контексте данная работа начинается с развития математических основ этого метода управления и его применения в случае асинхронного генератора с самовозбуждением. Для этого машина подает произведенную активную мощность в нагрузку через статический ШИМ-преобразователь, оснащенный единственным конденсатором на стороне постоянного тока. Чтобы обеспечить регулирование выходного напряжения шины постоянного тока с учетом требований к нагрузке и колебаниям скорости вращения ротора, требуемые токи статора рассчитываются с учетом реактивной мощности, необходимой для намагничивания сердечника машины, наведенных напряжений в обмотках статора и заданного значения активной мощности, полученного из соответствующего контроллера напряжения шины постоянного тока в режиме скольжения. Что касается нелинейности математической модели напряжения шины постоянного тока и неоднородности, характеризующей поведение системы «преобразователь-машина», стратегия скользящего режима будет представлять собой идеальный инструмент для определения размеров конструкции контроллера с высокими характеристиками управления. Для демонстрации обоснованности предлагаемого метода контроля, приведены результаты выполненного моделирования.

This study presents a straightforward adaptive prefiltering algorithm based on a double second-order generalized integrator with prefilter to solve one of the power quality issues, this algorithm is in charge of the determination of the reference harmonic currents in the control of three-phase shunt active power filter which presents an effective way to enhance the grid current quality. The proposed algorithm is used twice, to extract the harmonic currents produced by the non-linear loads and be an interesting part in the estimation of the frequency and amplitude of the fundamental voltage in various anomalies which can be noticed on the grid voltage. The performance, precision, and robustness of the proposed method are evidenced under balanced, unbalanced, and distorted grid voltage in the simulation and experimental results obtained by the implementation of the shunt active power filter on MATLAB-Simulink environment and the dSPACE 1104 platform respectively., Аннотация. В данной работе представлен простой адаптивный алгоритм предфильтрации, основанный на двойном обобщенном интеграторе с предфильтром второго порядка (DSOGI-WPF) для решения одного из вопросов качества электроэнергии. Данный алгоритм отвечает за определение опорных гармонических токов при контроле трехфазного фильтра шунта активной мощности (SAPF). Предложенный алгоритм используется дважды: для извлечения гармонических токов, создаваемых нелинейными нагрузками, и также является интересной частью оценки частоты и амплитуды основного напряжения при различных аномалиях, которые можно заметить по напряжению сети. Эффективность, точность и надежность предложенного метода подтверждаются при сбалансированном, несбалансированном и искаженном напряжении сети результатами моделирования и экспериментов, полученными при реализации SAPF в среде MATLAB-Simulink и платформе dSPACE 1104, соответственно.

This paper investigates the use of fractional order Proportional, Integral and Derivative (FOPID) controllers for the frequency and power regulation in a microgrid power system. The proposed microgrid system composes of renewable energy resources such as solar and wind generators, diesel engine generators as a secondary source to support the principle generators, and along with different energy storage devices like fuel cell, battery and flywheel. Due to the intermittent nature of integrated renewable energy like wind turbine and photovoltaic generators, which depend on the weather conditions and climate change this affects the microgrid stability by considered fluctuation in frequency and power deviations which can be improved using the selected controller. The fractional-order controller has five parameters in comparison with the classical PID controller, and that makes it more flexible and robust against the microgrid perturbation. The Fractional Order PID controller parameters are optimized using a new optimization technique called Krill Herd which selected as a suitable optimization method in comparison with other techniques like Particle Swarm Optimization. The results show better performance of this system using the fractional order PID controller-based Krill Herd algorithm by eliminates the fluctuations in frequency and power deviation in comparison with the classical PID controller. The obtained results are compared with the fractional order PID controller optimized using Particle Swarm Optimization. The proposed system is simulated under nominal conditions and using the disconnecting of storage devices like battery and Flywheel system in order to test the robustness of the proposed methods and the obtained results are compared., Анотація. У статті досліджено використання регуляторів пропорційного, інтегрального та похідного дробового порядку (FOPID) для регулювання частоти та потужності в електромережі. Запропонована мікромережева система складається з поновлюваних джерел енергії, таких як сонячні та вітрогенератори, дизельних генераторів як вторинного джерела для підтримки основних генераторів, а також з різних пристроїв для накопичування енергії, таких як паливна батарея, акумулятор і маховик. Через переривчасту природу інтегрованої відновлювальної енергії, наприклад, вітрогенераторів та фотоелектричних генераторів, які залежать від погодних умов та зміни клімату, це впливає на стабільність мікромережі, враховуючи коливання частоти та відхилення потужності, які можна поліпшити за допомогою вибраного контролера. Контролер дробового порядку має п’ять параметрів порівняно з класичним PID-контролером, що робить його більш гнучким та надійним щодо збурень мікромережі. Параметри PID-контролера дробового порядку оптимізовані за допомогою нової методики оптимізації під назвою «зграя криля», яка обрана як підходящий метод оптимізації порівняно з іншими методами, такими як оптимізація методом рою частинок. Результати показують кращі показники роботи цієї системи за допомогою алгоритму «зграя криля», заснованого на PID-контролері дробового порядку, виключаючи коливання частоти та відхилення потужності порівняно з класичним PID-контролером. Отримані результати порівнюються з PID-контролером дробового порядку, оптимізованим за допомогою оптимізації методом рою частинок. Запропонована система моделюється в номінальному режимі роботи та використовує відключення накопичувальних пристроїв, таких як акумулятор та маховик, щоб перевірити надійність запропонованих методів та порівняти отримані результати.

Purpose. The most common methods to design a multiclass classification consist to determine a set of binary classifiers and to combine them. In this paper support vector machine with Error-Correcting Output Codes (ECOC-SVM) classifier is proposed to classify and characterize the power quality disturbances such as harmonic distortion, voltage sag, and voltage swell include wind farms generator in power transmission systems. Firstly three phases unbalanced load flow analysis is executed to calculate difference electric network characteristics, levels of voltage, active and reactive power. After, discrete wavelet transform is combined with the probabilistic ECOC-SVM model to construct the classifier. Finally, the ECOC-SVM classifies and identifies the disturbance type according to the energy deviation of the discrete wavelet transform. The proposed method gives satisfactory accuracy with 99.2% compared with well known methods and shows that each power quality disturbances has specific deviations from the pure sinusoidal waveform, this is good at recognizing and specifies the type of disturbance generated from the wind power generator., Цель. Наиболее распространенные методы построения мультиклассовой классификации заключаются в определении набора двоичных классификаторов и их объединении. В данной статье предложена машина опорных векторов с классификатором выходных кодов исправления ошибок (ECOC-SVM) с целью классифицировать и характеризовать такие нарушения качества электроэнергии, как гармонические искажения, падение напряжения и скачок напряжения, включая генератор ветровых электростанций в системах передачи электроэнергии. Сначала выполняется анализ потока несимметричной нагрузки трех фаз для расчета разностных характеристик электрической сети, уровней напряжения, активной и реактивной мощности. После этого дискретное вейвлет-преобразование объединяется с вероятностной моделью ECOC-SVM для построения классификатора. Наконец, ECOC-SVM классифицирует и идентифицирует тип возмущения в соответствии с отклонением энергии дискретного вейвлет-преобразования. Предложенный метод дает удовлетворительную точность 99,2% по сравнению с хорошо известными методами и показывает, что каждое нарушение качества электроэнергии имеет определенные отклонения от чисто синусоидальной формы волны, что способствует распознаванию и определению типа возмущения, генерируемого ветровым генератором.

Purpose. Despite their economic and environmental benefits, distributed products in power systems have caused problems in power systems. One of the most important issues in this regard is voltage fluctuations and frequencies in Micro-grids, which depends on several factors, such as variable consumption load and errors in power systems. One of the main challenges associated with the use of Micro-grids is power management among distributed generation sources. Power management plays a pivotal role in numerous Micro-grids and may ensure the stable and improved performance of Micro-grids in the permanent status of the system. The present study aimed to examine the power control in Micro-grids by proposing an adaptive control method along with the PID controller for power management and coordination in Micro-grids. This coordination system operates between production sources and controlling the voltage and frequency levels against the possible disturbances occurring anywhere in the system loop. The results of the simulation of the proposed algorithm in MATLAB software environment exhibited a high success rate (i.e., proper response to the fluctuations in the Micro-grid) and extremely low error rate (i.e., proper reactive power in the grid)., Цель. Несмотря на их экономические и экологические преимущества, распределенные продукты в энергосистемах приводят к возникновению проблем в последних. Одним из наиболее важных вопросов в этой связи являются колебания напряжения и частоты в микросетях, которые зависят от нескольких факторов, таких как переменная нагрузка потребления и ошибки в энергосистемах. Одной из основных проблем, связанных с использованием микросетей, является энергоменеджмент источников распределенной генерации. Энергоменеджмент играет ключевую роль во многих микросетях и может обеспечить стабильную и улучшенную работу микросетей при постоянном состоянии системы. Настоящее исследование направлено на исследование энергоменеджмента в микросетях путем предложения адаптивного метода управления вместе с ПИД-контроллером для энергоменеджмента и координации в микросетях. Эта система координации функционирует между источниками производимой энергии и контролирует уровни напряжения и частоты в отношении возможных помех, возникающих в любом месте контура системы. Результаты моделирования предложенного алгоритма в программной среде MATLAB показали высокую степень успеха (то есть правильную реакцию на колебания в микросети) и чрезвычайно низкую частоту ошибок (то есть надлежащую реактивную мощность в сети).

Purpose. Energy consumption is one of the criteria for determining the quality of life in a country. Continued supply of energy and the possibility of long-term access to resources require a comprehensive plan. One of the key issues in the field of energy planning is energy carriers. In this paper, a new theory is introduced to energy network studies for planning of energy carriers called Energy Commitment. In this theory, an appropriate planning is applied for energy carriers based the final energy consumption. Energy carriers are available either naturally or after the energy conversion process. Energy commitment is modeled on an energy network with the presence of electrical energy, gas energy, transportation section, agriculture section, industrial section, residential section, commercial section, and general section., Цель. Потребление энергии является одним из критериев определения качества жизни в стране. Непрерывные поставки энергии и возможность долгосрочного доступа к ресурсам требуют комплексного плана. Одним из ключевых вопросов в области энергетического планирования являются энергоносители. В данной статье в исследования энергетических сетей для планирования энергоносителей вводится новая теория под названием Energy Commitment («энергетическое обязательство»). В этой теории для энергоносителей применяется соответствующее планирование на основе конечного потребления энергии. Энергоносители доступны либо естественным путем, либо после процесса преобразования энергии. Energy Commitment моделируется в энергетической сети с учетом электрической энергии, энергии газа, транспортной отрасли народного хозяйства, сельскохозяйственной отрасли, промышленного сектора экономики, жилищно-коммунального хозяйства, реального сектора экономики и прочих видов экономической активности.

Purpose. Energy consumption is a standard measure to evaluate the progress and quality of life in a country. When used properly and logically it could be cause of progress in science, technology and welfare of the people in any country and otherwise irreparable economic losses and economic gross recession would happen. And finally, the quantity of energy consumption per GDP will increase day by day. Electrical energy, as the most prominent type of energy, is very important. In this article based on a different approach, according to the final consumption of electric energy, a proper economic planning in order to supply electrical energy is submitted. In this programming, the details of final energy consumption, will replace with the information of power network, by considering the network efficiency and power plants. Operation of power plants is based on the energy optimization entranced to a plant. By using the proposed method and gravitational search algorithm, the total cost of electrical energy can be minimized. The results of simulation and numerical studies show better convergence of gravitational search algorithm in comparison with other existing methods in this area., Цель. Энергопотребление является стандартной мерой для оценки прогресса и качества жизни в стране. Правильное и обоснованное ее использование может привести к прогрессу в науке, технике и благосостоянии людей в любой стране, в противном случае произойдут непоправимые экономические потери и падение валового внутреннего продукта. И, наконец, количество потребленной энергии на единицу ВВП будет возрастать с каждым днем. Электрическая энергия, как основной вид энергии, является весьма важной. В данной статье, основываясь на различных подходах, в соответствии с конечным потреблением электрической энергии, представлено соответствующее экономическое планирование подачи электроэнергии. При этом, подробности конечного потребления энергии заменяются информацией о сети электроснабжения, учитывая эффективность сети и электростанций. Работа электростанций основана на оптимизации энергии, производимой ею. Используя предложенный метод и алгоритм гравитационного поиска, можно минимизировать общую стоимость электрической энергии. Результаты моделирования и численных исследований показывают лучшую сходимость алгоритма гравитационного поиска по сравнению с другими существующими методами в данной области.

In this paper, we present a comparative study of the performances of the multicells series and the Neutral-Point-Clamped (NPC) three-level converters used at synchronous static compensators (STATCOM) for the control of the voltage at a point of the network. The analysis consists on a mathematical modeling, a pulse width modulation (PWM) control algorithm application and a simulation using the Matlab Simulink environment. The simulation results obtained show that the STATCOM allows the regulation of the voltage at the point of common coupling (PCC) by acting the reactive energy that it can supply or absorb., В статье представлено сравнительное исследование характеристик многоэлементных последовательных и трехуровневых преобразователей со связанной нейтральной точкой, используемых в синхронных статических компенсаторах (STATCOM) для управления напряжением в точке сети. Анализ основан на математическом моделировании, алгоритме управления с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и моделировании с использованием среды Matlab Simulink. Полученные результаты моделирования показывают, что STATCOM позволяет регулировать напряжение в точке общей связи действием реактивной энергии, которую он способен подавать или поглощать.

Purpose. The goal is to optimize a structure of Matlab-model of the three-phase energy supply system with power active filter. The mathematical model that describes the energy supply system modes of operation which contains additional losses is proposed. Methodology. We have applied concepts of the electrical circuits theory, mathematical modeling elements based on linear algebra and vector calculus, mathematical simulation in Matlab package. Results. We have developed two models of three-phase energy supply system. The first one is based on a vector representation, and the second one on the matrix representation of energy processes. Using these models we have solved the problem of maintaining unchanged the average useful power for 279 cases of energy supply system modes of operation. Originality. We have developed methods of mathematical analysis of a three-phase energy supply systems with polyharmonic voltages and currents in the symmetric and asymmetric modes. Practical value. We have created Matlab-model of a three-phase energy supply system with automated calculation of a correction factor. It allows reducing more than one order the time for energy processes elucidation in multiphase systems., Цель. Целью статьи является оптимизация структуры Matlab-модели трехфазной системы электроснабжения с силовым активным фильтром с помощью математической модели, описывающей режимы работы системы электроснабжения, в которых возникают дополнительные потери. Методика. Для проведения исследований использовались положения теории электрических цепей, элементы математического моделирования, основанные на линейной алгебре и векторном исчислении, математическое моделирование в пакете Matlab. Результаты. Разработаны две модели трехфазной системы электроснабжения, первая, основанная на векторном представлении, а вторая на матричном представлении энергетических процессов, с помощью которых была решена проблема поддержания неизменной средней полезной мощности нагрузки для 279 случаев работы системы электроснабжения. Научная новизна. Получили дальнейшее развитие методы математического анализа режимов работы трехфазных систем электроснабжения с полигармоническими напряжениями и токами в симметричных и несимметричных режимах работы. Практическое значение. Создана Matlab-модель трехфазной системы электроснабжения с автоматизированным расчетом поправочного коэффициента, позволяющая более чем на порядок сократить время для исследования энергетических процессов в многофазных системах., Мета. Метою статті є оптимізація структури Matlab-моделі трифазної системи електропостачання з силовим активним фільтром за допомогою математичної моделі, яка описує режими роботи системи електропостачання, в яких виникають додаткові втрати. Методика. Для проведення досліджень використовувалися положення теорії електричних кіл, елементи математичного моделювання, засновані на лінійній алгебрі і векторному численні, математичне моделювання в пакеті Matlab. Результати. Розроблено дві моделі трифазної системи електропостачання, перша, заснована на векторному поданні, а друга на матричному поданні енергетичних процесів, за допомогою яких було вирішено проблему підтримки постійної середньої корисної потужності навантаження для 279 випадків роботи системи електропостачання. Практичне значення. Створена Matlab-модель трифазної системи електропостачання з автоматизованим розрахунком корегуючого коефіцієнту, що дозволяє більш ніж на порядок скоротити час для дослідження енергетичних процесів в багатофазних системах.

Purpose. Three-phase energy supply system with a symmetrical resistive load operates in mode with the highest possible efficiency in a case of zero instantaneous reactive power and the absence of pulsations instantaneous active power. When load parameters are changed, three-phase energy supply system starts to operate in a mode with additional energy losses. The goal of the paper is to determinate the relations between the components of additional losses and their rezone. Methodology. We have applied the modern theory of instantaneous active and reactive power, the graphical filling complex branched energy supply system of simplified design scheme, the theory of electrical circuits, computer Matlab-simulation. Results. We have developed an universal relation to determine the components of total power loss in the three-phase supply systems with symmetrical three-phase sinusoidal voltage source and any possible load. Further verification of this relation in the Matlab-model of three-phase energy supply system shows its high accuracy. Originality. For the first time, we have carried out relation between RMS reactive and RMS active power instantaneous pulsation and the corresponding components of additional losses. Consequently it becomes possible to offer a unique method of weighting evaluation. Practical value. We have developed position for detecting the causes of additional losses in three-phase supply systems with symmetrical sinusoidal voltage source, as well as to substantiate the correctness of the choice of filter-compensating device. We have developed a Matlab-model which allows to investigate the energy efficiency of three-phase energy supply system and to calculate the components of additional power losses of any possible reasons for their occurrence., Цель. Оценка энергетической эффективности трехфазных систем электроснабжения при передаче энергии от источника в нагрузку создает необходимость в появлении новых теорий, описывающих причины возникновения дополнительных потерь и их вес в общих суммарных потерях энергии. Целью статьи является разработка удобного математического аппарата для такой оценки и экспериментальная проверка его корректности. Методика. Использовалась современная теория мгновенных активной и реактивной мощностей, графическое замещение сложной разветвленной системы электроснабжения упрощенной расчетной схемой, теория электрических цепей, компьютерное моделирование в программной среде Matlab. Результаты. Получено универсальное расчетное соотношение для определения составляющих суммарной мощности потерь в трехфазных системах электроснабжения с трехфазным симметричным источником синусоидальных напряжений. Проверка полученного соотношения на созданной Matlab-модели трехфазной системы электроснабжения показало высокую точность совпадения теоретических результатов с результатами компьютерного моделирования. Научная новизна. Впервые получено соотношение, связывающее реактивную мощность, а также пульсации мгновенное активной мощности с соответствующими составляющими дополнительных потерь, что позволило предложить уникальный метод весовой оценки последних. Практическое значение. Разработаны положения для детектирования причин возникновения дополнительных потерь в трехфазных системах электроснабжения с симметричным синусоидальным источником напряжения, а также для обоснования корректности выбора фильтро-компенсирующего устройства, при использовании которого система электроснабжения будет работать в режиме с минимальными потерями энергии. Создана компьютерная Matlab-модель, позволяющая исследовать энергетическую эффективность трехфазной системы электроснабжения и рассчитывать составляющие мощности дополнительных потерь при любых возможных причинах их возникновения., Ціль. Оцінка енергетичної ефективності трифазних систем електропостачання при передачі енергії від джерела до навантаження створює необхідність появи нових теорій, що описують причини виникнення додаткових втрат і їх вагу в загальних сумарних втратах енергії. Метою статті є розробка зручного математичного апарату для такої оцінки та експериментальна перевірка його коректності. Методика. Використовувалася сучасна теорія миттєвих активної і реактивної потужностей, графічне заміщення складної розгалуженої системи електропостачання спрощеною розрахункової схемою, теорія електричних кіл, комп'ютерне моделювання в програмному середовищі Matlab. Результати. Отримано універсальне розрахункове співвідношення для визначення складових сумарної потужності втрат в трифазних системах електропостачання з трифазним симетричним джерелом синусоїдальних напруг. Перевірка отриманого співвідношення на створеній Matlab-моделі трифазної системи електропостачання показала високу точність збігу теоретичних результатів з результатами комп'ютерного моделювання. Наукова новизна. Вперше отримано співвідношення, що зв'язує реактивну потужність, а також пульсації миттєве активної потужності з відповідними складовими додаткових втрат, що дозволило запропонувати унікальний метод вагової оцінки останніх. Практичне значення. Розроблено положення для детектування причин виникнення додаткових втрат в трифазних системах електропостачання з симетричним синусоїдальним джерелом напруги, а також для обґрунтування коректності вибору фільтро-компенсуючого пристрою, при використанні якого система електропостачання буде працювати в режимі з мінімальними втратами енергії. Створена Matlab-модель, що дозволяє досліджувати енергетичну ефективність трифазної системи електропостачання і розраховувати складові потужності додаткових втрат при будь-яких можливих причинах їх виникнення.

Purpose. The goal is to develop technique of the phase inductance power reactors selection for parallel active filter based on the account both low-frequency and high-frequency components of the electromagnetic processes in a power circuit. Methodology. We have applied concepts of the electrical circuits theory, vector analysis, mathematical simulation in Matlab package. Results. We have developed a new technique of the phase reactors inductance selection for parallel power active filter. It allows us to obtain the smallest possible value of THD network current. Originality. We have increased accuracy of methods of the phase reactor inductance selection for power active filter. Practical value. The proposed technique can be used in the design and manufacture of the active power filter for real objects of energy supply., Цель. Целью статьи является разработка методики выбора индуктивности фазных реакторов параллельного силового активного фильтра, основанной на учете как низкочастотной так и высокочастотной составляющих электромагнитных процессов в силовой схеме. Методика. Для проведения исследований использовались положения теории электрических цепей, векторный анализ, математическое моделирование в пакете Matlab. Результаты. Разработана новая методика выбора индуктивности фазных реакторов параллельного силового активного фильтра, позволяющая получить минимально возможное значение коэффициента нелинейных искажений сетевого тока. Научная новизна. Повышена точность методов выбора индуктивности фазных реакторов силового активного фильтра. Практическое значение. Предложенная методика может использоваться при проектировании и изготовлении силовых активных фильтров для реальных объектов электроснабжения., Мета. Метою статті є розробка методики вибору індуктивності фазних реакторів паралельного силового активного фільтру, що заснована на обліку як низькочастотної так і високочастотної складових електромагнітних процесів в силовій схемі. Методика. Для проведення досліджень використовувалися положення теорії електричних кіл, векторний аналіз, математичне моделювання в пакеті Matlab. Результати. Розроблено нову методику вибору індуктивності фазних реакторів паралельного силового активного фільтра, що дозволяє отримати мінімально можливе значення коефіцієнта нелінійних спотворень мережного струму. Наукова новизна. Підвищено точність методів вибору індуктивності фазних реакторів силового активного фільтра. Практичне значення. Запропонована методика може використовуватися при проектуванні і виготовленні силових активних фільтрів для реальних об'єктів електропостачання.

Purpose. The goal is to optimize a structure of Matlab-model of the three-phase energy supply system with power active filter. The mathematical model that describes the energy supply system modes of operation which contains additional losses is proposed. Methodology. We have applied concepts of the electrical circuits theory, mathematical modeling elements based on linear algebra and vector calculus, mathematical simulation in Matlab package. Results. We have developed two models of three-phase energy supply system. The first one is based on a vector representation, and the second one on the matrix representation of energy processes. Using these models we have solved the problem of maintaining unchanged the average useful power for 279 cases of energy supply system modes of operation. Originality. We have developed methods of mathematical analysis of a three-phase energy supply systems with polyharmonic voltages and currents in the symmetric and asymmetric modes. Practical value. We have created Matlab-model of a three-phase energy supply system with automated calculation of a correction factor. It allows reducing more than one order the time for energy processes elucidation in multiphase systems., Цель. Целью статьи является оптимизация структуры Matlab-модели трехфазной системы электроснабжения с силовым активным фильтром с помощью математической модели, описывающей режимы работы системы электроснабжения, в которых возникают дополнительные потери. Методика. Для проведения исследований использовались положения теории электрических цепей, элементы математического моделирования, основанные на линейной алгебре и векторном исчислении, математическое моделирование в пакете Matlab. Результаты. Разработаны две модели трехфазной системы электроснабжения, первая, основанная на векторном представлении, а вторая на матричном представлении энергетических процессов, с помощью которых была решена проблема поддержания неизменной средней полезной мощности нагрузки для 279 случаев работы системы электроснабжения. Научная новизна. Получили дальнейшее развитие методы математического анализа режимов работы трехфазных систем электроснабжения с полигармоническими напряжениями и токами в симметричных и несимметричных режимах работы. Практическое значение. Создана Matlab-модель трехфазной системы электроснабжения с автоматизированным расчетом поправочного коэффициента, позволяющая более чем на порядок сократить время для исследования энергетических процессов в многофазных системах., Мета. Метою статті є оптимізація структури Matlab-моделі трифазної системи електропостачання з силовим активним фільтром за допомогою математичної моделі, яка описує режими роботи системи електропостачання, в яких виникають додаткові втрати. Методика. Для проведення досліджень використовувалися положення теорії електричних кіл, елементи математичного моделювання, засновані на лінійній алгебрі і векторному численні, математичне моделювання в пакеті Matlab. Результати. Розроблено дві моделі трифазної системи електропостачання, перша, заснована на векторному поданні, а друга на матричному поданні енергетичних процесів, за допомогою яких було вирішено проблему підтримки постійної середньої корисної потужності навантаження для 279 випадків роботи системи електропостачання. Практичне значення. Створена Matlab-модель трифазної системи електропостачання з автоматизованим розрахунком корегуючого коефіцієнту, що дозволяє більш ніж на порядок скоротити час для дослідження енергетичних процесів в багатофазних системах.

Обосновано использование терминов "энергия", "активная мощность", "реактивная мощность" применительно к системам электроснабжения с полупроводниковыми преобразователями и накопителями энергии. Представлены способы расчета энергетической эффективности таких систем электроснабжения., Use of the terms "energy", "active power", "reactive power" for power supply systems with semiconductor converters and energy storage is substantiated. Techniques for calculating energy efficiency of these systems are presented., Обґрунтовано використання термінів "енергія", "активна потужність", "реактивна потужність" щодо систем електропостачання з напівпровідниковими перетворювачами і накопичувачами енергії. Представлені способи розрахунку таких систем електропостачання.

Matlab-models of two converter systems of an 8 MW AC drive are developed, one based on a self-contained current inverter with cut-off diodes, the other based on a multilevel cascade voltage inverter. By applying virtual simulation, qualitative characteristics of these systems are compared., Разработаны Matlab-модели двух преобразовательных систем электропривода переменного тока номинальной мощностью 8 MW: одна на основе автономного инвертора тока с отсекающими диодами, вторая – на основе многоуровневого каскадного инвертора напряжения. С помощью виртуального моделирования сопоставлены качественные характеристики этих систем., Розроблено Matlab-молелі двох перетворювальних систем електроприводу змінного струму номінальною потужністю 8 MW: одна на основі автономного інвертора струму з відтинаючими діодами, інша – на основі багаторівневого каскадного інвертора напруги. За допомогою віртуального моделювання зіставлені якісні характеристики цих систем.