Ин таҳқиқот барои коҳиш додани мушкилоти шиддат ва сифати қувва дар генераторҳои асинхронии худангез (Self-Excited Induction Generator, SEIG), ки махсусан дар татбиқҳои энергияи бодии мустақил аз шабака истифода мешаванд, усули такмилёфтаи идоракунии DSTATCOM-ро пешниҳод мекунад. SEIG сохтори генератори асинхронӣ мебошад, ки бидуни ниёз ба низоми берунии барангезиши DC метавонад аз ҳисоби қувваи реактивие, ки аз конденсаторҳои ба терминалаш пайвастшуда мегирад, шиддат ҳосил кунад; гарчанде аз сабаби ниёзи ками нигоҳдорӣ ва устуворӣ барои низомҳои энергетикии дурдаст ё мустақил аз шабака бартарӣ дорад, бо тағйир ёфтани бор нигоҳ доштани шиддати терминал дар сатҳи доимӣ душвор аст. Дар таҳқиқот ин масъала тавассути танзими динамикии ҷараёни қувваи реактивӣ бо Distribution Static Compensator (DSTATCOM) баррасӣ шудааст.

Навгонии асосии таҳқиқот илова кардани операторҳои Delayed Signal Cancellation (DSC) ва сохторҳои Moving Average Filter (MAF) ба алгоритми Current Synchronous Detection (CSD) мебошад. Дар идоракунии пешниҳодшудаи DSC-CSD оператори DSC2 бо таъхири T/2 ҷузъҳои DC-offset-и сигналҳои андозагириро пахш мекунад, дар ҳоле ки оператори DSC4 бо таъхири T/4 барои ҳар фаза ҷузъи квадратурии шиддатро бо ҷойивазкунии 90° ҳосил менамояд. Сохторҳои MAF барои коҳиш додани таъсири лаппишҳои номатлуб ва гармоникаҳо ҳангоми баҳодиҳии амплитудаи шиддати фаза ва қувваи фаъолу реактивии бор истифода мешаванд. Ҷараёнҳои истинодие, ки аз рӯйи ин сигналҳо ҳисоб карда мешаванд, барои ташаккули сигналҳои коммутатсионии табдилдиҳандаи манбаи шиддати DSTATCOM истифода мегарданд.

Дар муҳити MATLAB/Simulink бо истифода аз модели SEIG-и 15 kW, 400 V, 50 Hz чор сенария — бори ғайрихаттӣ, бори ғайрихаттӣ ва номутавозин, DC-offset дар сигналҳои андозагирӣ ва тағйири ногаҳонии динамикии бор — таҳқиқ шудаанд. Тибқи натиҷаҳои манбаъ, ҳарчанд THD-и ҷараёни бор то %15,84 баланд шудааст, THD-и ҷараёни SEIG дар чор санҷиш дар ҳудуди %2,88-%3,77 ва THD-и шиддат дар ҳудуди %1,13-%1,60 боқӣ мондааст. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот танҳо симулятсияи ададӣ мебошад; дар прототипи физикии DSTATCOM-SEIG санҷиши таҷрибавӣ анҷом дода нашудааст ва ин марҳила ҳамчун кори оянда гузошта шудааст.

SEIG чист ва чаро танзими шиддат душвор аст?

Генератори асинхронии худангез ё SEIG сохтори истеҳсоли нерӯи барқест, ки дар он мошини асинхронӣ ҳамчун генератор кор мекунад ва қувваи реактивии барои магнитноккунӣ зарур аз гурӯҳи конденсаторҳои ба терминал пайвастшуда таъмин мегардад. Таҳқиқот махсусан ба бартариҳои SEIG дар низомҳои табдили энергияи бодӣ, аз ҷумла арзиши паст, ниёзи ками нигоҳдорӣ, сохтори механикии устувор, ниёз надоштан ба барангезиши DC, муҳофизати табиии кӯтоҳпайваст ва қобилияти кор дар доираи васеи суръатҳо таваҷҷуҳ мекунад.

Аммо яке аз мушкилоти асосии SEIG он аст, ки шиддати терминалӣ аз бор сахт таъсир мегирад. Вақте ки генератор бе бор ё бо бори кам кор мекунад, гурӯҳи конденсаторҳо метавонад қувваи реактивии зарурии магнитноккуниро таъмин намояд. Ҳангоми пайваст шудани бор, худи бор низ метавонад қувваи реактивӣ истеъмол кунад ва конденсаторҳои собит дар ҳар шароити корӣ миқдори заруриро таъмин карда натавонанд. Дар натиҷа, дар нуқтаи умумии пайвастшавӣ ё Point of Common Coupling (PCC) коҳиши шиддат ба вуҷуд омада метавонад. Дар дигар шароити дорои хусусияти ғунҷоишӣ баландшавии шиддат низ имконпазир аст.

Чаро конденсатори собит танҳо кофӣ нест?

Дар таҳқиқот бонки сефазаи конденсаторҳои бо ситора пайвастшуда ҳамчун унсури асосие истифода мешавад, ки барангезиши ибтидоии SEIG-ро таъмин мекунад. Дар параметрҳои модел арзиши ин бонк чунин дода шудааст:

C = 290 µF, бо ситора пайвастшуда

оварда шудааст.

Аммо азбаски арзиши конденсатор собит аст, он наметавонад қувваи реактивии барои генератор зарурро дар шароити гуногуни бор ба таври фаъол пайгирӣ кунад. Аз ин рӯ, таҳқиқот ба ҷойи хориҷ кардани бонки конденсаторҳо DSTATCOM-ро ба ҳамон PCC параллел пайваст карда, ниёзи тағйирёбандаи қувваи реактивиро ба таври электронӣ пурра мекунад.

Фарқи асосии SVC ва DSTATCOM

Манбаъ шарҳ медиҳад, ки усули қадимтари Static Var Compensator (SVC) низ метавонад идоракунии қувваи реактивиро таъмин кунад, аммо махсусан дар шароити бори номутавозин ё дорои гармоника аз нигоҳи танзими шиддат маҳдуд бошад. Вобаста будани қувваи реактивии таъминшавандаи SVC аз шиддати терминал метавонад боиси он гардад, ки ҳангоми фурӯравии ногаҳонии шиддат қобилияти ҷубронкунӣ низ кам шавад.

DSTATCOM бошад, бо истифода аз Voltage Source Converter (VSC) ба низом ҷараёни идорашавандаро ворид мекунад. Ҳамин тавр, ба ҷойи танҳо таъмин кардани қувваи реактивии собити ғунҷоишӣ, он метавонад ҷараёни ҷуброниеро, ки бор дар ҳамон лаҳза талаб мекунад, ба таври электронӣ ҳосил намояд.

DSTATCOM чӣ гуна шиддати SEIG-ро устувор нигоҳ медорад?

DSTATCOM муносибати бузургӣ ва фазаи байни шиддати баромади VSC ва шиддати PCC-ро идора намуда, тавассути индуктори пайвасткунанда ҷараёни ҷубронии дорои хусусияти ғунҷоишӣ ё индуктивӣ ҳосил мекунад. Вақте ки бори индуктивӣ аз SEIG қувваи реактивӣ мегирад, DSTATCOM ҷараёни дорои хусусияти ғунҷоиширо ворид намуда, кӯшиш мекунад қувваи реактивии намерасидаро ҷуброн кунад; дар ҳолати аз ҳад зиёди ғунҷоишӣ бошад, бо мубодилаи қувваи реактивӣ дар самти баръакс баландшавии шиддатро маҳдуд мекунад.

Ҷузъҳои сохтори DSTATCOM

Дар Расми 1-и манбаъ меъмории DSTATCOM-SEIG бо ҷузъҳои асосии зерин нишон дода шудааст:

Маънои физикии идоракунии қувваи фаъол ва реактивӣ

Манбаъ таъкид мекунад, ки мубодилаи қувваи фаъоли DSTATCOM асосан бо кунҷи фаза байни VSC ва низом, дар ҳоле ки мубодилаи қувваи реактивӣ бо фарқи байни бузургии ду шиддат алоқаманд аст. Ба шарофати ин хусусият VSC метавонад мувофиқи тамоюли паст ё баланд шудани шиддати PCC ҷараёни ҷубронии заруриро ҳосил кунад.

Барои устувор нигоҳ доштани шиддати шинаи DC, DSTATCOM аз генератор миқдори ками қувваи фаъол мегирад. Ин қувваи фаъол талафоти VSC ва унсурҳои пайвасткунандаро ҷуброн мекунад. Қувваи реактивӣ бошад, вазифаи асосии ҷубронии DSTATCOM-ро ташкил медиҳад.

Дар ҳолати бори индуктивӣ

Ҳангоми индуктивӣ будани бор ҷараёни ҷубронии аз ҷониби DSTATCOM ҳосилшуда аз шиддат пештар қарор гирифта, хусусияти ғунҷоишӣ мегирад. Ҳамин тавр, қувваи реактивии намерасидаи бор ҷуброн ва пастшавии шиддати терминалии SEIG маҳдуд карда мешавад.

Дар ҳолати бори ғунҷоишӣ

Ҳангоми пайдо шудани қувваи реактивии зиёдатии ғунҷоишӣ дар низом, ҷараёни DSTATCOM метавонад аз шиддат ақиб монда, хусусияти индуктивӣ гирад. Бо ин роҳ қувваи реактивии зиёдатӣ ҷаббида шуда, баландшавии шиддати PCC пахш карда мешавад.

Усули идоракунии DSC-CSD чиро тағйир медиҳад?

Усули пешниҳодшуда ба ҷойи истифодаи бевоситаи алгоритми стандартии Current Synchronous Detection шиддати ҳар фазаро аз ду оператори ҷудогонаи Delayed Signal Cancellation мегузаронад ва дар роҳҳои қувваи фаъол/реактивӣ ва амплитудаи шиддат Moving Average Filter-ро истифода мебарад. Ҳадаф ин аст, ки ҳатто ҳангоми мавҷуд будани гармоникаҳо, номутавозинӣ ва махсусан DC-offset-и вобаста ба андозагирӣ барои VSC ҷараёни истинодии дуруст ҳосил карда шавад.

DSC2: пахши DC-offset

Шиддати ҳар фаза аввал ба оператори DSC2 дода мешавад, ки таъхираш ба нисфи давраи асосӣ баробар аст:

Дарозии таъхир = T/2

Дар ин ҷо \(T\) давраи шиддати асосии шабака мебошад. Барои 50 Hz давраи асосӣ 20 ms аст. Манбаъ вазифаи асосии сохтори DSC2-ро ҳамчун бартараф кардани ҷузъи DC-offset, ки метавонад аз сенсорҳои андозагирӣ пайдо шавад, муайян мекунад.

Ин нукта муҳим аст, зеро агар DC-offset бе филтр боқӣ монад, алгоритми идоракунӣ метавонад ҷузъи асосии шиддат ё ҷараёнро нодуруст баҳогузорӣ карда, ба VSC ҷараёни истинодии хато фиристад.

DSC4: ҷузъи квадратурии 90°

Оператори дуюм, DSC4:

Дарозии таъхир = T/4

-ро истифода мебарад ва ҷузъи квадратурии фазаи дахлдорро, ки 90° ҷойиваз шудааст, ҳосил мекунад.

Масалан, бо истифода аз шиддати филтршудаи фазаи a \(\hat{v}_a\) ва ҷузъи квадратурии \(q\hat{v}_a\), амплитудаи шиддати фаза дар манбаъ:

\[ V_{am} = \sqrt{ \hat{v}_a^2+ (q\hat{v}_a)^2 } \]

бо муносибати ҷузъҳои ортогоналӣ ҳисоб карда мешавад. Ҳамин амал барои фазаҳои b ва c низ татбиқ мегардад.

Чаро MAF илова шудааст?

Гуфта мешавад, ки дар усули стандартии CSD дар роҳи амплитудаи умумии шиддат филтр истифода намешавад. Дар таҳқиқоти пешниҳодшуда ба ин роҳ Moving Average Filter илова карда шудааст.

Илова бар ин, барои қувваи фаъоли бор \(P_L\) ва қувваи реактивии он \(Q_L\) ду MAF-и иловагӣ истифода мешаванд. Сабаб он аст, ки гармоникаҳои аз бори ғайрихаттӣ ҳосилшуда дар ҳисобкунии қувваи фаъолу реактивии лаҳзавӣ ҷузъҳои номатлуби AC ба вуҷуд меоранд.

MAF ин ҷузъҳоро пахш карда, имкон медиҳад ҳисобкунии ҷараёни истинодӣ асосан ба ҷузъи миёна/асосии қувваи дилхоҳ такя кунад.

Интихоби тарҳ байни MAF ва LPF

Манбаъ мегӯяд, ки дар сохтори анъанавии CSD барои ҳисобҳои \(P_L\) ва \(Q_L\) филтрҳои пастгузар (LPF) истифода шуда метавонанд. Сабаби дар усули пешниҳодшуда ба ҷойи онҳо интихоб шудани Moving Average Filter-и дорои сохтори FIR ин аст, ки сохтори ададӣ содатар ва таъхири ба вуҷудовардаи LPF камтар гардад.

Роҳи ҷараёни истинодии фаъол

Идоракунанда аввал бо истифода аз шиддатҳои терминалии филтршуда ва ҷараёнҳои ченшудаи бор қувваи фаъоли лаҳзавии борро ҳисоб мекунад. Ин бузургӣ аз сабаби бори ғайрихаттӣ метавонад ҳам ҷузъҳои миёна/DC ва ҳам ҷузъҳои номатлуби AC-ро дар бар гирад.

Дар баромади MAF ҷузъи миёнаи қувваи фаъол гирифта мешавад. Ба он \(P_{loss}\), ки барои ҷуброни талафоти худи DSTATCOM ва танзими шиддати шинаи DC лозим аст, илова мегардад.

\(P_{loss}\) бо додани хатои байни шиддати ченшудаи шинаи DC \(V_{dc}\) ва истиноди \(V_{dc,ref}\) ба идоракунандаи PI ҳосил карда мешавад.

Роҳи ҷараёни истинодии реактивӣ

Дар ҳисоби қувваи реактивӣ ҷузъҳои квадратурии шиддати 90°-е, ки DSC4 ҳосил мекунад, истифода мешаванд. Пас аз филтр кардани қувваи реактивии лаҳзавии бор бо MAF, қувваи реактивии барои нигоҳ доштани шиддати терминалии SEIG дар арзиши истинодӣ зарур низ алоҳида ҳисоб карда мешавад.

Дар ин ҳалқаи дуюми идоракунӣ арзиши қуллаи шиддати терминалии SEIG \(V_t\) бо истиноди \(V_{t,ref}\) муқоиса мешавад. Хато ба идоракунандаи PI дода шуда, фармони қувваи реактивии барои танзими шиддати генератор зарур ҳосил мегардад.

Ташаккули ҷараёни истинодӣ

Барои ҳар фаза ҷузъҳои ҷараёни истинодии фаъол ва реактивӣ ҷамъ карда шуда, ҷараёни умумии истинодӣ ҳосил мешавад:

\[ i_{sa}^{*} = i_{sap}^{*} + i_{saq}^{*} \]

ва ҳамин амал барои фазаҳои b ва c низ иҷро мегардад.

Ин ҷараёнҳои истинодӣ бо ҷараёнҳои ченшудаи SEIG муқоиса мешаванд. Сигнали хатои ҳосилшуда бо интиқолдиҳандаи секунҷашакл муқоиса гардида, барои IGBT-ҳои дохили VSC импулсҳои коммутатсионӣ ташаккул меёбанд.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Сохтори кор дар MATLAB/Simulink

Идоракунии пешниҳодшудаи DSC-CSD дар муҳити MATLAB/Simulink дар вақти дискретӣ моделсозӣ шудааст. Манбаъ мегӯяд, ки бо мақсади ба назар гирифтани мутобиқат ба татбиқҳои рақамии вақти воқеӣ аз ҳалкунандаи fixed-step истифода кардааст ва вақти намунагириро:

50 µs

интихоб намудааст.

Басомади коммутатсионии VSC:

10 kHz

дода шудааст.

Параметрҳои модели SEIG

Параметрҳои модели DSTATCOM

Санҷиш 1: бори ғайрихаттӣ

Дар санҷиши аввал ба терминали SEIG росткунандаи сефазаи диодӣ бо филтри ғунҷоишӣ ва бори муқовиматӣ пайваст карда шудааст. Азбаски росткунандаи диодӣ хусусияти хаттии ҷараён-шиддат надорад, он аз шабака ҷараёни ғайрисинусоидӣ мегирад.

Дар Расми 6(a)-и манбаъ дида мешавад, ки ҷараёнҳои бор ба таври назаррас таҳриф шудаанд. DSTATCOM ҷараёни ҷуброниеро, ки ин ҷузъҳои гармоникиро ҷуброн мекунад, ба PCC ворид менамояд. Дар натиҷа, дар Расми 6(c) ҷараёнҳои SEIG ва дар Расми 6(d) шиддатҳои терминалии генератор ҳамчун мавҷҳои синусии сефазаи хеле ҳамвор ва мутавозинтар намоён мешаванд.

Манбаъ дар Расми 14 махсусан нишон медиҳад, ки гармоникаҳои 5. ва 7. дар ҷараёни бор равшан мебошанд.

Санҷиш 2: бори номутавозин ва ғайрихаттӣ

Дар сенарияи дуюм, илова бар бори ғайрихаттӣ, ба ҳар яке аз се фаза борҳои дорои бузургии гуногун пайваст карда шудаанд:

Бо ин роҳ ҷараёнҳои бор ҳам гармоникӣ ва ҳам байни фазаҳо номутавозин карда шудаанд. Расми 8(a) ин номутавозиниро бевосита нишон медиҳад; пас аз ҷараёнҳои ҷубронии воридкардаи DSTATCOM дида мешавад, ки ҷараёнҳо ва шиддатҳои сефаза дар тарафи SEIG дубора мутавозин мешаванд.

Дар байни чор санҷиш пасттарин THD-и ҷараёни SEIG дар ҳамин сенария %2.88 гузориш шудааст.

Санҷиш 3: кор дар шароити DC-offset

Сенарияи сеюм махсусан вазифаи оператори DSC2-ро месанҷад. Ҳангоми кори бори ғайрихаттӣ ба сигналҳои андозагирӣ қасдан ҷузъҳои собити DC илова карда шудаанд.

Ба андозагириҳои шиддати SEIG дар лаҳзаи \(t=5.03\) s:

илова карда шудааст.

Сипас ба ҷараёнҳои ченшудаи бор дар лаҳзаи \(t=5.06\) s:

илова карда шудааст.

Чаро оператори DSC2 ҳангоми мавҷуд будани DC-offset муҳим аст?

Вақте ки ба шиддат ё ҷараёни ченшуда ҷузъи собити DC зам мешавад, алгоритми идоракунӣ метавонад онро ҳамчун қисми ҷузъи асосии воқеии AC тафсир карда, ҷараёни истинодии нодуруст ҳосил намояд. Дар таҳқиқот сохтори DSC2 бо таъхири T/2 ин ҷузъи собитро пахш мекунад ва имкон медиҳад идоракунӣ ба ҷузъи асосии AC такя кунад; дар санҷиши DC-offset дубора ба шакли синусоидии мутавозин расидани ҷараён ва шиддати генератор нишондиҳандаи симулятсионии ин вазифа мебошад.

Манбаъ дар Расми 16 нишон медиҳад, ки дар ҷараёни бор бар асари DC-offset ҷузъи гармоникии 0. пайдо мешавад, аммо дар спектри ҷараён ва шиддати SEIG таъсири ин гармоникаи 0. бартараф мегардад.

Санҷиш 4: тағйири динамикии бор

Дар санҷиши охирин сатҳи бор дар давоми вақт ногаҳон тағйир дода шудааст. Дар ибтидо талаботи қувваи фаъоли низом тақрибан:

6.6 kW

буд ва дар лаҳзаи \(t=7\) s ба:

13.2 kW

баланд карда шуд.

Бо тақрибан ду баробар афзудани қувва амплитудаи ҷараёнҳои бор ногаҳон зиёд мешавад. DSTATCOM ҳамзамон ҷараёни нави ҷубронии заруриро ҳосил мекунад.

Дар Расми 12(c)-и манбаъ дида мешавад, ки ҷараёнҳои SEIG пас аз тағйири бор ҳангоми гузариш ба амплитудаи нав хусусияти мутавозини сефазаи худро нигоҳ медоранд; дар Расми 12(d) бошад, шиддатҳои терминалӣ то андозаи зиёд нигоҳ дошта мешаванд.

Тибқи Расми 13, фавран пас аз қадами бор дар амплитудаи шиддати SEIG ва шиддати шинаи DC пастшавии гузарои тақрибан 10 V ба вуҷуд меояд, сипас арзишҳо дар давоми чанд давр дубора сатҳҳои истинодиро пайгирӣ мекунанд.

Муқоисаи THD дар чор шароити корӣ

Маънои муҳандисии натиҷаҳои THD

Натиҷаи барҷастатарини ҷадвал ин аст, ки DSTATCOM маҷбур нест ҷараёни борро «тоза» кунад. Истеъмолкунандаи ғайрихаттӣ метавонад ҳамон ҷараёни таҳрифшударо гирифтани худро идома диҳад; DSTATCOM ба PCC ҷараёни иловагиеро ворид мекунад, ки ҷузъҳои номатлуби онро ҷуброн менамояд. Ҳамин тавр, дар ҳоле ки дар тарафи бор THD баланд аст, ҷараёни тарафи генератор метавонад миқдори камтари гармоника дошта бошад.

Дар санҷиши аввал мисоли равшани ин ҳолат дида мешавад: вақте ки THD-и ҷараёни бор %15.84 аст, THD-и ҷараёни SEIG то %3.71 паст мешавад. THD-и шиддати SEIG бошад %1.60 мебошад.

Ин фарқ аз он ҷиҳат муҳим аст, ки генератор маҷбур намешавад талаботи ҷараёни гармоникии бори ғайрихаттиро мустақиман истеҳсол кунад. Манбаъ мегӯяд, ки бе ҷуброн мондани ҷараёнҳои гармоникӣ метавонад самаранокии SEIG-ро кам ва ба аз ҳад гармшавӣ мусоидат кунад.

Амплитудаи шиддат ва рафтори шинаи DC

Дар ҳамаи чор сенария манбаъ гузориш медиҳад, ки амплитудаи шиддати терминалии SEIG ва шиддати шинаи DC-и DSTATCOM ба арзишҳои истинодӣ наздик боқӣ мемонанд. Дар санҷишҳои бори ғайрихаттӣ ва номутавозин танҳо лаппишҳои хурд мушоҳида мешаванд.

Дар сенарияи DC-offset, ҳарчанд дар амплитудаи шиддат каҷравии муваққатӣ ба вуҷуд меояд, бо таъсири филтр ва сохтори идоракунӣ он дубора ба истинод наздик мешавад. Дар санҷиши бори динамикӣ бошад, пас аз пастшавии гузарои тақрибан 10 V барқароршавӣ дар давоми чанд давр гузориш мешавад.

Оё ин натиҷаҳо прототипи физикии DSTATCOM-SEIG-ро тасдиқ мекунанд?

Не. Ҳамаи натиҷаҳои таҳқиқот аз симулятсияи дискретии вақт дар муҳити MATLAB/Simulink ба даст омадаанд. Вақти намунагирии 50 µs ва басомади коммутатсионии VSC-и 10 kHz ба сохтори ҳисоббарорие нигаронида шудаанд, ки ба татбиқҳои рақамии вақти воқеӣ мувофиқ бошад, аммо манбаъ дар DSP, FPGA, dSPACE, HIL, табдилдиҳандаи физикии IGBT ё SEIG-и воқеии 15 kW таҷриба гузориш намедиҳад. Бахши натиҷаҳои мақола санҷиши таҷрибавӣ дар прототипи сахтафзориро ошкоро ҳамчун кори оянда нишон медиҳад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Бо истифода аз оператори DSC2 таъсири DC-offset-и вобаста ба андозагириро дар симулятсия пахш кардан мумкин аст.
• Сохтори DSC4 барои ҳар фаза ҷузъи квадратурии шиддат ҳосил мекунад.
• MAF-ҳо имкон медиҳанд, ки амплитудаи умумии шиддат ва баҳодиҳии қувваи фаъолу реактивӣ аз гармоникаҳо камтар таъсир гиранд.
• Дар шароити бори ғайрихаттӣ, вақте ки THD-и ҷараёни бор %15.84 аст, THD-и ҷараёни SEIG %3.71 ва THD-и шиддат %1.60 гузориш шудааст.
• Сарфи назар аз татбиқи ҳамзамони бори номутавозин ва ғайрихаттӣ, дар тарафи SEIG шаклҳои мавҷи сефазаи мутавозин ба даст омадаанд.
• Бо вуҷуди қасдан илова кардани DC-offset ба андозагириҳои шиддат ва ҷараён, нишон дода шудааст, ки ҷузъи гармоникии 0. дар тарафи генератор бартараф мешавад.
• Дар санҷиши динамикӣ, ки талаботи қувваи фаъол аз тақрибан 6.6 kW ба 13.2 kW баланд карда шуд, низом пас аз раванди гузарои кӯтоҳ ба ҳолати нав мутобиқ гардид.
• Дар ҳамаи чор санҷиш арзишҳои THD-и ҷараён ва шиддати SEIG, ки манбаъ гузориш кардааст, аз %5 кам боқӣ мондаанд.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот бевосита исбот намекунад

• Ин ки усул дар прототипи физикии 15 kW SEIG ҳамон арзишҳои THD-ро медиҳад.
• Ин ки дар шароити садои воқеии сенсор, dead-time-и коммутатсия, ғайрихаттиҳои IGBT ва таъхирҳои андозагирӣ ҳамон сатҳи коршоямӣ нигоҳ дошта мешавад.
• Ин ки вақти ҳисоббарорӣ дар протсессори вақти воқеии DSP/FPGA кофӣ хоҳад буд.
• Ин ки дар ҳамаи комбинатсияҳои эҳтимолии бори ғайрихаттӣ ё номутавозин ҳамон коршоямӣ ба даст меояд.
• Ин ки дар чор сенарияи мавҷуда бар зидди усулҳои IRPT ва SRF benchmark-и нави мустақими side-by-side гузаронида шудааст.
• Ин ки баҳодиҳии IEEE-519-и дар манбаъ овардашуда санҷиши мустақили сертификатсионӣ мебошад.

Заминаи IRPT, SRF ва CSD

Тибқи баррасии адабиёти мақола, Instantaneous Active and Reactive Power Theory (IRPT) метавонад дар масъалаи инъикос шудани гармоникаҳои пасти шиддати терминалӣ ба ҷараёнҳои истинодӣ мушкил дошта бошад. Равиши Synchronous Reference Frame (SRF) бо истифода аз табдили d-q метавонад дар низомҳои мутавозин натиҷаҳои қавӣ диҳад, аммо дар шароити бори номутавозин ҳангоми истихроҷи ҷараёни истинодӣ бо мушкил рӯ ба рӯ шавад.

Бартарии CSD бошад, сохтори ҳисоббарории содатар ва ташаккули босуръати истинод аз ҷузъҳои асосии шиддатҳои PCC мебошад. Усули пешниҳодшуда бе тағйир додани ин сохтори асосӣ қабатҳои DSC ва MAF-ро илова карда, устувории CSD-ро нисбат ба халалҳои андозагирӣ беҳтар кардан мехоҳад.

Сарбории ҳисоббарорӣ аз нигоҳи татбиқи вақти воқеӣ

Дар фалсафаи тарҳрезии таҳқиқот на танҳо коҳиши THD, балки мураккабии ҳисоббарории алгоритми идоракунӣ низ муҳим аст. Гарчанде қайд мешавад, ки шабакаҳои нейронии сунъӣ, идоракунии норавшан ва усулҳои пешрафтаи идоракунии пешгӯии модел дар баъзе шароит метавонанд коршоямии баланд диҳанд, баҳс мешавад, ки онҳо аз нигоҳи омӯзиш, танзими параметрҳо ё сарбории протсессор мураккабтар буда метавонанд.

Сохторҳои DSC ва MAF дорои хусусияти FIR буда, аз нигоҳи ҳисоббарорӣ нисбатан соддаанд; ин яке аз ангезаҳои асосии усули пешниҳодшуда барои татбиқи вақти воқеӣ мебошад.

Қадами ояндаи таҳқиқот

Муаллифон ду самти асосии рушдро нишон медиҳанд:

• санҷиши таҷрибавии усули пешниҳодшуда дар прототипи физикии сахтафзорӣ,
• татбиқи он ба сохторҳои мураккабтари бор бо миқдори зиёди гармоника ва тағйирёбанда бо вақт.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Таҳқиқоти аслӣ: Enhanced Method for Power Quality Improvement in DSTATCOM-Based SEIG Applications

Муаллифон: Ali Sait Özer; Fehmi Sevilmiş; Hulusi Karaca.

Муаллифи масъул: Fehmi Sevilmiş.

Аффилиатсия 1: Department of Control and Automation Technology, Konya Technical University, Konya, Türkiye.

Аффилиатсия 2-3: Department of Electrical and Electronics Engineering, Selçuk University, Konya, Türkiye.

Маҷалла: Konya Journal of Engineering Sciences / Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi.

Ҷилд / Шумора: 14(1).

Саҳифаҳо: 137-161.

Санаи нашр: 1 марти 2026.

Ирсол: 5 майи 2025.

Қабул: 22 сентябри 2025.

DOI: 10.36306/konjes.1691534

ISSN: 2667-8055 (Electronic).

Навъи манбаъ: Research Article.

Баррасии ҳамтоён: Сиёсати маҷаллаи Konya Journal of Engineering Sciences мегӯяд, ки мақолаҳо бо низоми баррасии дуҷонибаи кӯр арзёбӣ мешаванд.

Ношир: Konya Technical University.

Дастрасии кушода / иҷозатнома: Сиёсати ҷории маҷалла мақолаҳоро ҳамчун муҳтавои дастрасии кушода таҳти иҷозатномаи Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) муайян мекунад.

Низоми асосӣ: 15 kW, 400 V, 50 Hz SEIG + бонки 290 µF конденсаторҳои барангезиши бо ситора пайвастшуда + DSTATCOM.

Модели сахтафзории DSTATCOM: индуктори пайвасткунандаи 5 mH, конденсатори шинаи DC-и 2500 µF ва басомади коммутатсионии VSC-и 10 kHz.

Усули идоракунӣ: операторҳои DSC2 + DSC4, Moving Average Filters ва ҳисобкунии ҷараёни истинодии фаъол/реактивӣ бар асоси Current Synchronous Detection.

Татбиқи ададӣ: MATLAB/Simulink, ҳалли discrete-time fixed-step, вақти намунагирии 50 µs.

Санҷишҳо: бори ғайрихаттӣ; бори ғайрихаттӣ + номутавозин; DC-offset дар андозагириҳои шиддат ва ҷараён; тағйири ногаҳонии динамикии бор 6.6 kW → 13.2 kW.

Ҳудуди гузоришшудаи THD-и ҷараёни SEIG: %2.88-%3.77.

Ҳудуди гузоришшудаи THD-и шиддати SEIG: %1.13-%1.60.

Арзёбии стандарт: Манбаъ арзишҳои THD-и ҷараён ва шиддати SEIG-ро дар чор сенария аз сабаби аз %5 кам будан мутобиқ ба ҳудудҳои IEEE-519-2014 арзёбӣ мекунад. Ин баён тафсири худи мақола оид ба стандарт мебошад.

Санҷиши таҷрибавӣ: Нест. Таҳқиқот симулятсияи MATLAB/Simulink мебошад; санҷиши прототипи физикӣ ҳамчун кори оянда ба нақша гирифта шудааст.

Ҳудуди муқоисаи IRPT/SRF: Бахши натиҷаҳои мақола мегӯяд, ки усули пешниҳодшуда нисбат ба IRPT ва SRF аз ҷиҳати вокуниш ва устуворӣ бартарӣ дорад; аммо таҳқиқоти мавҷуда ҷадвали нави миқдории benchmark-ро, ки се усулро дар чор шароити санҷиш паҳлу ба паҳлу муқоиса кунад, пешниҳод намекунад.

Кумитаи ахлоқ: Муаллифон мегӯянд, ки мавод ва усулҳои истифодашуда ба иҷозати кумитаи ахлоқ ё иҷозати махсуси ҳуқуқӣ ниёз надоранд.

Саҳми муаллифон: Ali Sait Özer — методология, таҳқиқот, моделсозӣ, таҳлил, санҷиш ва тарҳи аввал; Fehmi Sevilmiş — таҳқиқот, моделсозӣ, таҳлили формалӣ, тарҳи аввал ва таҳрир; Hulusi Karaca — машварат, бозбинӣ/таҳрир ва идоракунии лоиҳа.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон гузориш медиҳанд, ки манфиати молиявии маълум ё муносибати шахсие, ки метавонад ба таҳқиқот таъсир расонад, вуҷуд надорад.

Маблағгузорӣ / дастгирӣ: Selçuk Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü, Лоиҳа No. 20111012.

Дастрасии маълумот: Манбаъ мегӯяд, ки дар ҷараёни таҳқиқоти мазкур маҷмӯи ҷудогонаи маълумот тавлид ё таҳлил нашудааст.

Баёнияи истифодаи зеҳни сунъӣ: Гуфта мешавад, ки абзорҳои генеративии AI танҳо барои беҳтар кардани сифати забон ва хонданбобӣ истифода шудаанд.