Моделирование режимов работы трехфазных систем электроснабжения при оценке составляющих суммарной мощности потерь

Abstract

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. 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 threephase 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