Математическая модель системы "сеть – нелинейная нагрузка" с активным силовым фильтром в режиме компенсации высших гармоник

Представлена математическая модель, позволяющая описывать электромагнитные процессы в системе «сеть — нагрузка — активный силовой фильтр». В частности, задаваясь формой тока нагрузки и параметрами напряжения сети, можно определить показатели качества электрической энергии в точке общего присоединения — показатели качества напряжения сети и токов в сечениях сети и нагрузки. Кроме того, модель дает возможность рассчитать мгновенные значения токов в силовой цепи самого активного фильтра, что позволяет оценить потери мощности в фильтре. Основа математической модели — спектральный метод анализа периодических несинусоидальных процессов и использование переключающих функций. Особенностью модели является возможность анализировать электромагнитные процессы при различных структурах активного силового фильтра с внесением минимальных изменений. Также возможен учет искажений формы напряжения сети и использование различных алгоритмов компенсации высших гармоник.

Выполнен электромагнитный анализ для системы «сеть — нелинейная нагрузка» при компенсации гармоник активным силовым фильтров на базе двух- и трехуровневого преобразователя, а также при использовании пассивных фильтров ШИМ-гармоник первого и третьего порядков. Моделирование выполнено для трех алгоритмов работы активного силового фильтра в условиях искаженной сети: поддержания постоянной потребляемой активной мощности, поддержания синусоидальной формы сетевого тока и поддержания единичного коэффициента мощности.