A Disturbed Grid Voltage Interharmonic Analysis with Fourier Series of Several Variables

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorVerbytskyi, I. V.
dc.date.accessioned2022-11-22T08:48:13Z
dc.date.available2022-11-22T08:48:13Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenIncreasing the range of electronic devices, especially nonlinear impulse loads worsen the parameters of elec-tricity quality. One of the most negative factors for the electricity quality are low-frequency interharmonics, which have a negative impact on electric motors, transformers and other AC equipment. The interharmonics generated by disturbances forming by grid loads which operates with frequency that is not multiple with the electric grid one. The interharmonics detection is a complex problem because of their permanent frequency fluctuation. The common numerical methods imple-mentation for interharmonic analysis leads to large number of the mathematical operation, therefore analytical methods are more attractable. Usually, interharmonics forming is researched in wide range of disturbance parameters for further analysis and their suppression. Often, for math operation reducing, interharmonic analysis is performed by probabilistic approach in several points of parameters range with subsequent expanding its result on all parameter values that cause to inaccurate results. In the paper is proposed a fully analytical method based on a Fourier series of several variables, which allows: describe the voltage model immediately in the frequency domain; calculate the interharmonics of the voltage in all disturbance parameter range directly with a minimum number of mathematical operation due to representing the param-eters in final analytical formula for interharmonics calculation; minimize error. In considered case the electric grid model consists of active-inductive internal resistance and a batch of nonlinear loads: AC system which operates on different fre-quency comparing with the grid frequency; pulse loads that switches with different frequency than grid frequency; para-metric load with non-multiple period to the grid frequency. The properties of Fourier series of several variable are analyzed and advantages of describing signals with several components are shown. Principle of projection of multidimensional spec-trum to one variable is demonstrated. The grid voltage disturbance for each load are analyzed and voltage model in fre-quency domain of several variable are obtained. The shape of each disturbance for batch of the input parameters are con-structed and total grid voltage shape and its spectrum are built. The nature of interharmonic forming as combinational harmonics are shown. The mathematical operation elimination is analyzed for general case and shown the total advantage of the proposed method in comparing with numerical Fourier series of one variable.uk
dc.description.abstractukЗбільшення типів електронних пристроїв, особливо нелінійних імпульсних навантажень, погіршує параметри якості електроенергії. Одним з найбільш негативних факторів для якості електроенергії є низькочасто-тні інтергармоніки, які негативно впливають на електродвигуни, трансформатори та інше обладнання змінного струму. Інтергармоніки, викликані збуреннями, що утворюються за рахунок навантажень, які працюють з часто-тою, не кратною електричній мережі. Виявлення інтергармонік є складною проблемою через постійне коливання їх частоти. Впровадження загальних чисельних методів для інтергармонічного аналізу призводить до великої кіль-кості математичних операцій, тому аналітичні методи є більш привабливими при вирішенні цієї задачі. Зазвичай, інтергармоніки досліджуються в широкому діапазоні параметрів збурень з метою подальшого аналізу та їх приду-шення. Для зменшення кількості математичних операцій під час інтергармонічного аналізу використовується імо-вірнісний підхід, що застосовується у кількох точках діапазону параметрів з подальшим розширенням його резуль-тату на весь діапазон параметрів, що призводять до неточних результатів. У статті пропонується повністю аналі-тичний метод, заснований на ряді Фур'є декількох змінних, що дозволяє: безпосередньо описати модель напруги в частотній області; обчислювати інтергармоніки напруги в усьому діапазоні параметрів збурень з мінімальною кі-лькістю математичних операцій за рахунок введення цих параметрів у кінцевій аналітичній формулі для обчис-лення інтергармонік; мінімізувати помилку обчислень. Модель електричної мережі складається з активно-індук-тивного внутрішнього опору та набору нелінійних навантажень: системи змінного струму, яка працює на іншій частоті порівняно з частотою мережі; імпульсне навантаження, що перемикається з іншою частотою, ніж частота мережі; параметричне навантаження з не кратним періодом зміни до частоти мережі. Проаналізовано властивості ряду Фур'є з декількох змінних та показано переваги опису сигналів з декількома компонентами. Показано прин-цип проекції багатовимірного спектру на одну змінну. Проаналізовано спотворення напруги мережі для кожного навантаження та отримано модель напруги в частотній області декількох змінних. Побудовано форму кожного збу-рення для діапазону вхідних параметрів та побудовано загальну форму напруги мережі та її спектр. Показано хара-ктер формування інтергармонік як комбінаційних гармонік. Аналізується зменшення кількості математичних опе-рацій для загального випадку і показано загальну перевагу запропонованого способу у порівнянні з числовими ря-дом Фур'є однієї змінної.uk
dc.format.pagerangeС. 25-32uk
dc.identifier.citationVerbytskyi, I. V. A Disturbed Grid Voltage Interharmonic Analysis with Fourier Series of Several Variables / I. V. Verbytskyi // Мікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал. – 2020. – Т. 25, № 2(115). – С. 25-32. – Бібліогр.: 12 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2523-4455.mea.208428
dc.identifier.orcid0000-0001-7275-5152uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/51165
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.sourceМікросистеми, Електроніка та Акустика : науково-технічний журнал, 2020, Т. 25, № 2(115)uk
dc.subjectgrid voltage spectrumuk
dc.subjectinterharmonic voltage disturbanceuk
dc.subjectFourier series of several variablesuk
dc.subjectспектр напруги мережіuk
dc.subjectінтергармонічні збурення напругиuk
dc.subjectряд Фур’є декількох зміннихuk
dc.subject.udc621.314uk
dc.titleA Disturbed Grid Voltage Interharmonic Analysis with Fourier Series of Several Variablesuk
dc.title.alternativeІнтергармонічний аналіз напруги мережі зі збуреннями на основі ряду Фур’є декількох зміннихuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
MEA_2_2020_p25-32.pdf
Розмір:
619.31 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Мікросистеми, Електроніка та Акустика: науково-технічний журнал, Т. 25, № 2(115)