В статье представлена разработка алгоритмического и программного обеспечения аппаратных комплексов повышения качества питающей электроэнергии в распределительных сетях методами активной цифровой фильтрации. Разработан алгоритм идентификации составляющих сигналов сети с применением ортогонального вейвлет-базиса. Экспериментально доказано, что наиболее опасными являются широкополосные импульсные помехи с апериодической составляющей. При сравнении алгоритмов активной фильтрации установлено, что применение Фурье базиса требует высокого порядка фильтра, что приводит к значительной фазовой задержке и погрешности. Произведен выбор-вейвлет базисов для более эффективной идентификации структурных составляющих сигналов питающего напряжения. В статье представлено решение комплекса задач, направленных на повышение качества электроэнергии в электроэнергетических системах. В результате проведенных исследований разработано математическое и программное обеспечение активного компенсатора кондуктивных помех в электроэнергетических системах. Разработаны алгоритмы и методика идентификации структурных составляющих несинусоидальных сигналов сети (напряжения и тока) в электроэнергетической системе с применением ортогональных вейвлет-базисов Добеши. Применение разработанного комплекса программ обнаружения нарушений показателей качества электрической энергии во время мониторинга позволяет контролировать качество электрической энергии в режиме реального времени. Отсутствует необходимость сбора статистических данных, разработанные методы позволяют своевременно применять алгоритм улучшения качества электрической энергии.
The article presents development of algorithms and software and hardware systems improve the quality of supply of electricity in distribution networks through an active digital filter. The algorithm of identification of the network signals components using an orthogonal wavelet basis is developed. It is experimentally proved that the most dangerous are broadband impulse noise with aperiodic component. When comparing the active filtration algorithms, it is established that the application of Fourier basis requires a high filter order, which leads to a significant phase delay and error. The choice of wavelet bases for more efficient identification of the structural components of the supply voltage signals is made. The article presents the solution of a set of tasks aimed at improving the quality of electricity in electric power systems. As a result of the carried out researches the mathematical and software of the active compensator of conductive hindrances in electric power systems is developed. The developed algorithms and methodology for identification of structural components of non-sinusoidal signals of the network (voltage and current) in the electric power system with the application of orthogonal wavelet bases. Application of the developed complex of programs of detection of violations of indicators of quality of electric energy during monitoring allows to control quality of electric energy in real time. There is no need to collect statistical data, the developed methods allow timely application of the algorithm to improve the quality of electrical energy.
1. Карташев И.И., Тульский В.Н. Управление качеством электроэнергии / И.И. Карташев. – М.: МЭИ, 2008. – 320 с.
2. Куско А. Качество энергии в электрических сетях / А. Куско, Марк Томпсон. – М.: Додэка, 2008. – 333 с.
3. Горева Т.С. Программное и алгоритмическое обеспечения аппаратных комплексов повышения качества питающей электроэнергии в распределительных сетях: монография / Т.С. Горева, Н.Н. Портнягин. – М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2015. – 118 c.
4. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. – 6-е изд., перераб. и доп./ И.В. Жежеленко. – М.: Энергоатомиздат, 2010. – 375 с.
5. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов / Ю.С. Железко. – М.: ЭНАС, 2009. – 456 с.
6. Stephane Mallat. A Wavelet tour of signal processing. Пер. с английского. – М.: Мир, 2005. – 671 с.
7. Горева Т.С. Методы построения активных фильтров подавления импульсных помех в сетях электропитания промысловых судов: монография / Т.С. Горева, Н.Н. Портнягин. – 2010. – 102 с.
8. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. 1-е изд. – М.: ДМК Пресс, 2009. – 288 с.
9. Смоленцев Н.К. Основы теории вейвлетов. Вейвлеты в Matlab. – М.: ДМК Пресс, 2014. – 628 с.
10. Горева Т.С. Свидетельство об отраслевой регистрации комплекса программ для ЭВМ № 16389: «Программный комплекс управления качественными показателями электроэнергии в распределительных сетях». – М.: ИНИМ РАО, 2010.
11. Дорогов А.Ю. Теория и проектирование быстрых перестраиваемых преобразований и слабосвязанных нейронных сетей. – СПб.: Политех, 2014. – 344 с.