ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Аннотация
Среди всего многообразия различных способов снижения влияния преобразовательной техники на качество электрической энергии можно выделить несколько основных направлений, из которых наиболее перспективными являются подходы, основанные на использовании внешних фильтрокомпенсирующих устройств. Традиционно для обеспечения

гармонического закона изменения токов и напряжений применяют пассивные корректирующие RLC-цепи соответствующего порядка, шунтирующие нагрузку по цепи прохождения пульсационных составляющих, полупроводниковые активные силовые фильтры (АСФ), осуществляющие предварительное искажение трехфазных переменных, или их различного рода совместные комбинации. При этом алгоритмы активной фильтрации обладают рядом преимуществ по отношению к методам пассивной коррекции, к числу которых, например, можно отнести низкий уровень собственных среднеквадратичных потерь, автоматическую подстройку к изменяющимся режимам работы электрооборудования и конфигурации питающей сети, полную инвариантность к температурному дрейфу параметров и т. д., что в конечном итоге полностью снимает какие-либо ограничения по области практического применения. Данная статья посвящена анализу алгоритмических принципов построения систем управления последовательно-параллельными АСФ с использованием p–q теории мгновенной мощности, а также аналитических методов, основанных на выделении из нелинейной трехфазной системы прямой последовательности фаз по основной гармонике.

Список литературы

1. Akagi H. Active harmonic filters // Proceedings of the IEEE. – 2005. – Vol. 93, iss. 12. – P. 2128–2141. – doi: 10.1109/JPROC.2005.859603.
2. Nos O.V., Kharitonov S.A. A system to control power currents of ineffective instantaneous power compensation // Russian Electrical Engineering. – 2015. – Vol. 86, iss. 2. – P. 72–78. – doi: 10.3103/S1068371215020108.
3. Нос О.В. Гармонический анализ кватерниона мгновенной мощности трехфазной нагрузки произвольного вида // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. – 2015. – № 1 (26). – С. 75–84. – doi: 10.17212/1727-2769-2015-1-75-84.
4. Akagi H., Watanabe E.H., Aredes M. Instantaneous power theory and applications to po­wer conditioning. – Piscataway, New Jersey: IEEE Press; Hoboken, New Jersey: Wiley,
   
   2007. – 379 p.
5. Lee G.-Myoung, Dong-Choon Lee, Jul-Ki Seok Control of series active power filters compensating for source voltage unbalance and current harmonics // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 2004. – Vol. 51, iss. 1. – P. 132–139. – doi: 10.1109/TIE.2003.822040.
6. Nasiri A., Amac A.E., Emadi A. Series-parallel active filter/uninterruptible power
   
   supply system // Electric Power Components and Systems. – 2004. – Vol. 32, iss. 11. –
   
   P. 1151–1163. – doi: 10.1080/15325000490441507.
7. Шалыгин К.А., Нос О.В. Техническая реализация принципов энергосбережения на базе силовых активных фильтров // Труды VIII международной (XIX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2014. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2014. – Т. 2. – С. 28–32.
8. A new control strategy of UPQC in three-phase four-wire system / T. Zhili, L. Xun, C. Jian, K. Yong, Z. Yang // IEEE 38 Annual Power Electronics Specialists Conference, PESC’07, USA, Orlando, 17–21 June 2007: [proceedings]. – Piscataway, New Jersey: IEEE Press, 2007. – P. 1060–1065. – doi: 10.1109/PESC.2007.4342139.
9. Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A. Generalized theory of the instantaneous reactive
   
   power in three-phase circuits // Proceedings of the International Power Electronics
   
   Conference (IPEC'83), Japan, Tokio, 1983. – Tokyo, 1983. – P. 1375–1386. –
   
   doi: 10.1002/eej.4391030409.
10. Duesterhoeft W.C., Schulz M.W., Clarke E. Determination of instantaneous currents and voltages by means of alpha, beta, and zero components  // Transactions of the American
    
    Institute of Electrical Engineers. – 1951. – Vol. 70, iss. 2. – P. 1248–1255. – doi: 10.1109/T-AIEE.1951.5060554.
11. Нос О.В. Математические модели преобразования энергии в асинхронном двигателе: учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. – 168 с.
12. Akagi H., Kanazawa Y., Nabae A. Instantaneous reactive power compensator comprising switching devices without energy storage components // IEEE Transactions on Industry Applications. – 1984. – Vol. IA-20, iss. 3. – P. 625–630. – doi: 10.1109/TIA.1984.4504460.
13. Herrera R.S., Salmerón P., Kim H. Instantaneous reactive power theory applied to active power filter compensation: different approaches, assessment, and experimental results // IEEE Transactions on Industrial Electronics. – 2008. – Vol. 55, iss. 1. – P. 184–196. – doi: 10.1109/TIE.2007.905959.
14. Nabae A., Nakano H., Togasawa S. An instantaneous distortion current compensator without any coordinate transformation // International Power Electronic Conference, IPEC'95: proceedings, 3–7 April 1995. – Yokohama, Japan, 1995. – P. 1651–1655.
15. Kim H., Akagi H. The instantaneous power theory on the rotating p-q-r reference frames // Proceedings of the IEEE 1999 International Conference on Power Electronics and Drive Systems, PEDS'99, Hong Kong, 27–29 July 1999. – Piscataway, New Jersey: IEEE Press, 1999. – Vol. 1. – P. 422–427. – doi: 10.1109/PEDS.1999.794600.
16. Ustariz A.J., Cano E.A., Tacca H.E. Tensor analysis of the instantaneous power in electrical networks // Electric Power Systems Research. – 2010. – Vol. 80, iss. 7. – P. 788–798. – doi: 10.1016/j.epsr.2009.12.004.
17. Cristaldi L., Ferrero A. Mathematical foundations of the instantaneous power concepts: an algebraic approach // European Transactions on Electrical Power. – 1996. – Vol. 6, iss. 5. – P. 305–309. – doi: 10.1002/etep.4450060504.
18. Нос О.В., Панкратов В.В. Алгоритм управления выходными токами активного силового фильтра с использованием гиперкомплексных чисел // Известия вузов. Электромеханика. – 2012. – № 6. – С. 33–39.
19. Нос О.В., Панкратов В.В. Анализ трехфазных систем компенсации мгновенной неэффективной мощности в кватернионном базисе // Известия вузов. Электромеханика. – 2013. – № 6. – С. 3–8.
20. Агунов А.В. Спектрально-частотная силовая активная фильтрация // Электротехника. – 2004. – № 10. – С. 30–32.
21. A novel control algorithm for static series compensators by use of PQR instantaneous power theory / S.-J. Lee, H. Kim, S.-K. Sul, F. Blaabjerg // IEEE Transactions on Power Electro­nics. – 2004. – Vol. 19, iss. 3. – P. 814–827. – doi: 10.1109/TPEL.2004.826499.
22. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: справочное руководство: пер. с нем. – М.: Мир, 1982. – 512 с.
23. Salmerón P., Herrera R.S., Vázquez J.R. A new approach for three-phase loads compensation based on the instantaneous reactive power theory // Electric Power Systems Research. – 2008. – Vol. 78, iss. 4. – P. 605–617. – doi: 10.1016/j.epsr.2007.05.003.
24. Park R.H. Two-reaction theory of synchronous machines // Transactions of the American Institute of Electrical Engineers. – 1929. – Vol. 48, iss. 3. – P. 716–727. – doi: 10.1109/T-AIEE.1929.5055275.