Details

Объектом исследования является взаимодействие устройств динамической компенсации реактивной мощности с длинными кабельными линиями. Цель работы – анализ условий работы устройств динамической компенсации реактивной мощности на длинных кабельных линиях и оценка возможности возникновения резонансного усиления высших гармонических составляющих напряжения. В процессе работы были решены следующие задачи: • проведен анализ волновых свойств длинных кабельных линий и показано как частота, длина линии и параметры кабеля влияют на условия возникновения четвертьволновых резонансов; • рассмотрены гармонические возмущения, создаваемые устройствами динамической компенсации реактивной мощности; • разработана математическая модель системы электроснабжения с длинными кабельными линиями и STATCOM в среде MATLAB Simulink; • проведен спектральный анализ напряжения сети и выполнено сравнение результатов с требованиями стандарта ГОСТ 32144-2013; • рассмотрено влияние изменения несущей частоты ШИМ STATCOM на расположение гармонических групп и показатели качества электроэнергии. Исследование показало, что в сетях с длинными кабельными линиями резонансные частоты системы могут совпадать с гармониками, генерируемыми STATCOM. Это приводит к увеличению некоторых гармоник напряжения и снижению качества электроэнергии. Исследование также показало, что увеличение несущей частоты ШИМ смещает гармоники STATCOM в область более высоких частот, а также снижает уровень гармонических искажений напряжения.

The object of research is the interaction of dynamic reactive power compensation devices with long cable lines. The purpose of the work is to analyze the operating conditions of dynamic reactive power compensation devices on long cable lines and to assess the possibility of resonant amplification of higher harmonic voltage components. In the course of the work, the following tasks were solved: • the wave properties of long cable lines are analyzed and it is shown how the frequency, length of the line and cable parameters affect the conditions of occurrence of quarter-wave resonances; • harmonic disturbances created by dynamic reactive power compensation devices are considered; • a mathematical model of a power supply system with long cable lines and STATCOM has been developed in the MATLAB Simulink environment; • a spectral analysis of the mains voltage was performed and the results were compared with the requirements of GOST 32144-2013 standard; • the influence of changes in the STATCOM PWM carrier frequency on the arrangement of harmonic groups and power quality indicators is considered. The study showed that in networks with long cable lines, the resonant frequencies of the system can match the harmonics generated by STATCOM. This leads to an increase in some voltage harmonics and a decrease in the quality of electricity. The study also showed that increasing the PWM carrier frequency shifts STATCOM harmonics to higher frequencies, as well as reduces harmonic voltage distortion.