Спосіб компенсації реактивної потужності в мережі живлення

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використаний в системах електроживлення з підвищеним коефіцієнтом потужності. Відомий спосіб компенсації реактивної потужності з використанням компенсатора [1], згідно з яким при збільшенні струму навантаження ємнісний накопичувач через блок інвертування компенсатора віддає енергію в мережу живлення. При зменшенні струму навантаження ємнісний накопичувач через блок споживання компенсатора споживає енергію із мережі живлення. Необхідну форму струму в мережі живлення підтримують, змінюючи час комутації тиристорних комутуючих пристроїв в блоках споживання та інвертування компенсатора. До недоліків способу можна віднести необхідність побудови складної системи керування для двох блоків. Відомий також спосіб компенсації реактивної потужності з використанням фільтро-компенсуючого пристрою паралельного типу на базі широтно-імпульсного перетворювача (ШІП) [2], який обрано за прототип. За цим способом вимірюють поточні значення струму та напруги мережі живлення. Після чого значення струму порівнюють з опорною синусоїдою, яка подається з генератора синусоїдального сигналу. Сигнал напруги мережі живлення синхронізує роботу генератора синусоїдального сигналу, що зменшує неузгодженість в фазах струму і напруги мережі живлення. Отриманий сигнал похибки підсилюють і подають на фазозсуваючий пристрій та розподілювач імпульсів, де формують сигнали керування ШІП. ШІП керує кількістю та напрямком обміну енергії між мережею живлення та ємнісним накопичувачем і тим самим коригує форму та фазу струму мережі живлення. Недоліком цього способу є те, що точність формування сигналів керування не можливо змінювати під час роботи. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення способу компенсації реактивної потужності шляхом використання вейвлет перетворення в системі керування ШІП, що збільшує точність компенсації реактивної потужності з плином часу. Сутність даного способу полягає в тому, що вимірюють поточне значення струму мережі живлення, порівнюють з опорним значенням струму, формують сигнали керування для ШІП, який керує обміном енергії між мережею живлення та ємнісним накопичувачем. На відміну від прототипу вимірюванні поточні значення струму і напруги мережі живлення, перетворюють на вейвлет коефіцієнти. Після цього вейвлет коефіцієнти струму порівнюють з вейвлет коефіцієнтами опорної синусоїди. Ґрунтуючись на вейвлет коефіцієнтах сигналу похибки та напруги мережі живлення формують сигнали керування для ШІП. Використання вейвлет перетворення дозволяє виконувати коригування споживання реактивної потужності на всіх частотах одночасно та підвищувати якість корекції з плином часу. Крім того порівняння вейвлет коефіцієнтів струму в пристрої порівняння з вейвлет коефіцієнтами струму отриманими в попередньому періоді напруги живлення дає можливість розраховувати вейвлет коефіцієнти сигналу похибки тільки на тих частотах де є відхилення, що зменшує час формування сигналів керування. Винахід пояснюється кресленням, де на фіг.1 показано часові діаграми процесу апроксимації синусоїдального сигналу вейвлет функціями (функціями Хаара), на фіг.2 - функціональну блок-схему пристою, що здійснює цей спосіб. Пристрій, який здійснює цей спосіб містить: датчики струму 1 та напруги 2, перетворювачі струму 3 та напруги 4 в вейвлет коефіцієнти, порівняльний пристрій 5, постійний запам'ятовуючий пристрій 6, пристрій зсуву фази 7, розподілювач імпульсів 8, широтно-імпульсний перетворювач 9 і ємнісний накопичувач 10. Пропонований спосіб полягає в тому, що перетворювач струму 3 (фіг.2) зчитує виміряні поточні значення струму мережі живлення І мж з датчика струму 1 та формує вектор вейвлет коефіцієнтів струму. Кількість елементів вектора відповідає кількості вейвлет функцій, що було використано для формування вейвлет коефіцієнтів на даний момент часу. З плином часу збільшується інтервал дослідження (0; tдос) (фіг.1) і разом з тим збільшується кількість вейвлет функцій, які входять в цей інтервал. Апроксимація однією вейвлет функцією (фіг.1, а) дає збільшення похибки після інтервалу І. З плином часу інтервал дослідження (0; tдос) збільшується і з'являється можливість використання двох вейвлет функцій на інтервалі II, що призводить до зменшення похибки (інтервал II, фіг.1, а і б). Так само використання трьох вейвлет функцій (фіг.1, в) на інтервалі III зменшує похибку. Пристрій порівняння 5 порівнює отриманий вектор вейвлет коефіцієнтів струму з вейвлет коефіцієнтами опорної синусоїди, що містяться в постійному запам'ятовуючому пристрої 6, і формує вейвлет коефіцієнти сигналу похибки. Збільшення кількості вейвлет функцій, що використовують для формування вектора вейвлет коефіцієнтів струму в перетворювачі струму збільшує точність формування вейвлет коефіцієнтів сигналу похибки. Разом з цим сигнал напруги живлення з датчика напруги 2 подають на перетворювач напруги 4 де формують вейвлет коефіцієнти напруги живлення. Отримані вейвлет коефіцієнти сигналу похибки з виходу пристрою порівняння 5 та вейвлет коефіцієнти напруги живлення з виходу перетворювача напруги 4 подають на пристрій зсуву фази 7, який формує сигнали керування. Через розподілювач імпульсів 8 сигнали керування подають на входи керування ШІП 9, який при зміні струму, що протікає через навантаження 11,0020 регулює кількість та напрямок протікання енергії між мережею живлення та ємнісним накопичувачем 10. Все це підвищує якість компенсації реактивної потужності в мережі живлення з плином часу. Джерела інформації: 1. Булатов О.Г., Шитов В.А. Принципы построения быстродействующих компенсаторов реактивной мощности // Электротехника.-1989.-№7.с.5-9. 2. Нгуен Лыхай Тунг. Высокочастотный компенсатор реактивной мощности с источником резервного питания // Электроника и связь. - 1999. -№6.с.31-38.