ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Аннотация
В настоящее время отмечена тенденция роста производственной деятельности металлургической, химической и других отраслей промышленности. Вместе с этим, как следствие, отмечен рост потребления электрической энергии с низкими показателями качества, т. е. наблюдается потребление неактивной мощности, в том числе мощности искажений. В этой связи становится актуальной задача разработки статических компенсаторов неактивной мощности – СТАТКОМ. Разработка любой системы преобразования энергии требует детального анализа электромагнитных процессов, что, в свою очередь, влечет за собой разработку математического описания этих процессов и создание математических моделей. В данной работе предлагается к рассмотрению анализ электромагнитных процессов в СТАТКОМе на базе многоуровневых преобразователей, соединенных в параллель. Представлена математическая модель для анализа электромагнитных процессов в полупроводниковом преобразователе на базе параллельного соединения многоуровневых модулей посредством уравнительных реакторов и общего звена постоянного тока. Проведен краткий анализ качества выходного напряжения и уравнительных токов в преобразователях. Анализ проведен для несимметричного способа ШИМ с фазовым сдвигом опорных сигналов. Показано влияние количества преобразователей на качество преобразования электрической энергии в статическом компенсаторе. Результаты анализа подтверждены компьютерным моделированием.

Список литературы

1. Жежеленко И.В., Саенко Ю.Л. Показатели качества электроэнергии и их контроль на промышленных предприятиях. 3-е изд. перераб. и доп, М.: Энергоатомиздат, 2000. 252 с.
2. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М.: Госстандарт, 1998. 35с.
3. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. 2-е изд., перераб. и доп, М.: Энергоатомиздат, 1984. 160 с.
4. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: руководство для практических расчетов. М.: ЭНАС, 2009. 456 с.
5. Singh B., Saha R., Chandra A., Al-Haddad K. Static synchronous compensators (STSTCOM): a review, IET Power Electronics, 2009, vol. 2, iss. 4, pp. 297-324.
6. Akagi H., Fujita H., Yonetani S., Kondo Y. A 6.6-kV Transformerless STATCOM Based on a Five-Level Diode-Clamped PWM Converter: System Design and Experimentation of a 200-V 10-kVA Laboratory Model, IEEE Transactions on Industry Applications, 2008, vol. 44, iss. 2pp/ 627-680
7. Mohammadi P. H., Tavakoli B. M. A Transformerless Medium-Voltage STATCOM Topology Based on Extended Modular Multilevel Converters. IEEE Transactions on Power Electronics, 2011, vol. 26, iss. 5, pp. 1534-1545.
8. Mohammadi P. H., Tavakoli B. M. New Transformerless STATCOM Topology for Compensating Unbalanced Medium-voltage Loads. 13 European Conference on Power Electronics and Applications, EPE '09. Barselona, Spain, 8-9 september, 2009, pp. 1-9.
9. Adam P. G., Anaya-Lara O., Burt G., McDonald J. Transformerless STATCOM Based on a five-level modular multilevel converter. 13 European Conference on Power Electronics and Applications, EPE '09. Barselona, Spain, 8-9 september, 2009, pp. 1-10.
10. Pou. J., Pindado R., Boroyevich D. Voltage-Balance Limits in Four-Level Diode-Clamped Converters With Passive Front Ends, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2005, vol. 52, no. 1, pp. 190-196.
11. Dybko. M.A., Brovanov S. V. A New Method of Current Calculation in Power Semiconductor Devices of Diode-Clamped Multilevel VSC. 3 International Youth Conference on Energetics, IYCE-2011. Leiria, Portugal, 7-9 July, pp 1-7.
12. Dybko, M.A., Brovanov, S.V., Geist, A.V., Kostin, V.U. Mathematical Models  for Analysis of the Energy Quality Performance in Three-phase Four-level NPC converters. International Conference and Seminar on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM 2010). pp. 457-463.
13. Харитонов С.А. Электромагнитные процессы в системах генерирования электрической энергии для автономных объектов. Новосибирск: изд-во НГТУ, 2011. 536с.
14. Akagi H., Hirokazu Watanabe E., Aredes M., Instantaneous Power Theory and Applications to Power Conditioning. USA, New Jersey, John Wiley & Sons Inc., 2007, 389 p.