Науковий вісник НГУ

Місце повної потужності в миттєвій потужності лінійного чотириполюсника при синусоїдальному струмі

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №6 2024

Останнє оновлення: 28 грудня 2024

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 117

Authors:

О.В.Бялобржеський*, orcid.org/0000-0003-1669-4580, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С.М.Якимець, orcid.org/0000-0002-2797-2796, Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, м. Кременчук, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

^* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2024, (6): 079 - 085

https://doi.org/10.33271/nvngu/2024-6/079

Abstract:

Мета. Обґрунтування хибності використання поняття «повної потужності» для чотириполюсників у колах змінного синусоїдального струму на підставі балансу миттєвої потужності.

Методика. Повна потужність в електроенергетиці є узагальнюючою величиною енергетичних процесів, яку дослідники використовують за умови визначення інших компонент потужності. На підставі аналізу відомих досліджень виявлені такі, в яких автори ставлять під сумнів узагальнюючу роль повною потужності. Використані відомі положення теорії електротехніки із застосуванням математичних методів, зокрема тригонометрії, перетворення Ейлера й теорії комплексних чисел для визначення миттєвої потужності синусоїдальних струму та напруги.

Результати. Аналітично визначені складові миттєві потужності синусоїдального струму й напруги у тригонометричній і комплексній формі. Відповідні вектори репрезентовані графічно на комплексних площинах нульової та подвоєної частоти. Як наслідок зазначено, які складові миттєвої потужності відповідають повній потужності, окрім того визначені фазові зсуви останньої на відповідних комплексних площинах. Для елементарної електричної схеми, за умови дотримання балансу миттєвої потужності (теорема Телледжена), активної потужності, реактивної потужності (теорема Бушеро), їх визначено для всіх елементів схеми.

Наукова новизна. Доведено, що порядок визначення активної потужності як різниці між максимальним значенням миттєвої потужності й повною потужністю, визначеної через діючі значення напруги та струму, у колах синусоїдального струму, не може бути прийнятим як загальний. На прикладі елементарної електричної схеми синусоїдального струму виявлено, що для елементу передачі електричної енергії амплітуда коливань потужності, яку в певних випадках називають «повна потужність», у загальному випадку може бути менша за середнє значення миттєвої потужності – активну потужність.

Практична значимість. Отримані результати в подальшому можуть бути використані для удосконалення алгоритмів компенсації складових потужності для послідовних і паралельних силових активних фільтрів.

Ключові слова: електрична потужність, повна потужність, миттєва потужність, активна потужність, реактивна потужність

References.

1. Leon-Martinez, V., Montanana-Romeu, J., Penalvo-Lopez, E., & Alvarez-Bel, C. M. (2020). Effects of the Selected Point of Voltage Reference on the Apparent Power Measurement in Three-Phase Star Systems. Applied Sciences, 10(3), 1036. https://doi.org/10.3390/app10031036.

2. Artemenko, M., & Batrak, L. (2017). The new formula for apparent power and power losses of three-phase four-wire system. 2017 IEEE 37 ^th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), Kyiv, Ukraine, (pp. 389-393). https://doi.org/10.1109/ELNANO.2017.7939784.

3. Borisov, P., & Poliakov, N. (2017). Apparent power and its components identification and simulation in three-phase systems with unbalanced load. 2017 IEEE 58 ^th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON), Riga, Latvia, (pp. 1-6). https://doi.org/10.1109/RTUCON.2017.8124754.

4. Leon-Martinez, V., & Montanana-Romeu, J. (2018). Formulations for the apparent and unbalanced power vectors in three-phase sinusoidal systems. Electric Power Systems Research, 160, 37-43, https://doi.org/10.1016/j.epsr.2018.01.028.

5. Leon-Martinez, V., Montanana-Romeu, J., Penalvo-Lopez, E., & Valencia-Salazar, I. (2020). Relationship between Buchholz’s Apparent Power and Instantaneous Power in Three-Phase Systems. Applied Sciences, 10(5), 1798. https://doi.org/10.3390/app10051798.

6. Dimitrijevic, M., Stevanovic, D., & Litovski, V. (2021). Non-Linear Load Characterisation Using Orthogonal Apparent Power Decompositions. Elektronika Ir Elektrotechnika, 27(1), 12-22. https://doi.org/10.5755/j02.eie.25861.

7. Blasco, P., Montoya-Mira, R., Diez, J., & Montoya, R. (2020). An Alternate Representation of the Vector of Apparent Power and Unbalanced Power in Three-Phase Electrical Systems. Applied Sciences, 10(11), 3756. https://doi.org/10.3390/app10113756.

8. Malengret, M., & Gaunt, C. (2020). Active Currents, Power Factor, and Apparent Power for Practical Power Delivery Systems. IEEE Access, 8, 133095-133113. https://doi.org/10.1109/access.2020.3010638.

9. Estabragh, M. R., Dastfan, F., & Rahimiyan, M. (2021). Parallel AC-DC interlinking converters in the proposed grid-connected hybrid AC-DC microgrid; planning. Electric Power Systems Research, 200, 107476. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2021.107476.

10. Montoya, F. G., Banos, R., Alcayde, A., Arrabal-Campos, F. M., & Roldan-Perez, J. (2021). Vector Geometric Algebra in Power Systems: An Updated Formulation of Apparent Power under Non-Sinusoidal Conditions. Mathematics, 9(11), 1295. https://doi.org/10.3390/math9111295.

11. Nobile, G., Cacciato, M., & Vasta, E. (2022). Measuring Active Power as the Difference between the Peak Value of Instantaneous Power and the Apparent Power. Sensors, 22(9), 3517. https://doi.org/10.3390/s22093517.

12. Abdollahi, R. (2017). Comparison of power quality indices and apparent power (kVA) ratings in different autotransformer-based 30-pulse AC–DC converters. Journal of Applied Research and Technology, 15(3), 223-232. https://doi.org/10.1016/j.jart.2016.12.007.

13. Mikulović, J., & Šekara, T. (2023). Power definitions for electrical circuits with nonsinusoidal and unbalanced voltages and currents. Jorge García, Encyclopedia of Electrical and Electronic Power Engineering, Elsevier, 2, 113-131. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821204-2.00134-3.

14. Rodríguez, A., & Muñoz, F.J. (2023). Power factor correction. In J. García (Ed.). Encyclopedia of Electrical and Electronic Power Engineering, 1, 456-471. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821204-2.00022-2.

15. Zagirnyak, M. V., Rodkin, D. I., & Korenkova, T. V. (2014). Estimation of energy conversion processes in an electromechanical complex with the use of instantaneous power method. 16 ^th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition, PEMC 2014, 238-245. https://doi.org/10.1109/EPEPEMC.2014.6980719.

16. Coelho, R. A., & Brito, N. D. (2023). A new power calculation method based on time-frequency analysis. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 145, 108709. https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2022.108709.

17. Bialobrzheskyi, O., Rodkin, D., & Gladyr, A. (2022). Electrical power components decomposition of periodic polyharmonic current. COMPEL – The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering, 41(4), 1134-1145. https://doi.org/10.1108/COMPEL-10-2021-0397.

18. Bialobrzheskyi, О., Bondarenko, S., & Yakymets, S. (2020). Innovative technique for evaluating electric power distortion in cable transmission line. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1), 58-63. https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-1/058.

19. Bialobrzheskyi, O., & Rod`kin, D. (2020). Apparent Power Effectiveness for the Assessment of the Efficiency of the Cable Transmission Line in the Supply System with Sinusoidal Current. Przeglad Elektrotechniczny, 96(9), 30-33. https://doi.org/10.15199/48.2020.09.05.

20. Coelho, R. A., Araújo, B. V. S., Rocha Xavier, V., Aragão Rodrigues, G., Vilela Ferreira, T., & Brito, N. S. D. (2024). Novel indices for power quality assessment of non-linear loads. Electric Power Systems Research, 236, 110952. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2024.110952.

21. Kamran Ikram, M., Syed Jamil Asghar, M., Seyedmahmou­dian, M., Mekhlilef, S., Stojcevski, A., & Al-Assaf, A. (2024). Advanced real and reactive power measurement using analog multiplier and phase-controlled switching technique. Sensors and Actuators A: Physical, 1-18. https://doi.org/10.1016/j.sna.2024.115812.

• < Попередня
• Наступна >