¿Es posible cambiar de fase un único rango armónico sin cambiar el resto de la señal distorsionada?

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Supongamos que tengo un voltaje de 60 Hz, que contiene distorsión debido a los armónicos 3º, 5º y 7º (180Hz, 300Hz y 420Hz).

¿Es posible cambiar de fase el tercer armónico (por ejemplo) sin cambiar el resto de la señal? Si es así, ¿cómo y qué uso?

EDITAR: Agregar más información al igual que Sean Asked

Leí este artículo: Interacciones armónicas de múltiples recursos energéticos distribuidos en redes de distribución de energía, ELSEVIER Journal

básicamente lo que hicieron, es tomar en consideración las fases de los armónicos:

  

En un sistema con fuentes multi armónicas, el armónico inyectado   La corriente de cada fuente se añade vectorialmente. Por lo tanto, es crucial para   estudie el impacto de cada fuente armónica ángulo de fase en el total   distorsión armónica.

Aquí está el modelo de red que utilizaron:

Porlotanto,serealizaronvariassimulacionesdearmónicosconlospasosdelosángulosdefaseparaambasfuentesdearmónicos(1y2)quesevariarondelasiguientemanera:(0◦,15◦,30◦,45◦,60◦,75◦,90◦)alosarmónicos3º,5º,7º,9ºy11º.ElresultadodelaTHDsegúncadacombinaciónseencuentraenelsiguientegráfico:

Ahora, vi que para alguna combinación de Fases (ej: 75 ° a Fuente 2 y 45 ° a Fuente 1) el THD se reduce porque los armónicos se cancelaron entre sí, sin ninguna técnica de mitigación de armónicos , así que me preguntaba si es posible crear un algoritmo para calcular la combinación correcta de fases para N fuentes de armónicos de forma que se cancelen entre sí y luego aplicar esas fases a cada armónico en cada fuente, para obtener un mínimo de THD Sin ningún esfuerzo de mitigación. por supuesto, en la vida real no todos los armónicos tienen la misma fase, por lo que el cambio de fase debe ser diferente para cada rango de armónicos, y es por eso que hice mi pregunta en primer lugar

    
pregunta KADEM Mohammed

4 respuestas

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Conceptualmente, lo que parece que está proponiendo parece ser algo así como pasar toda la corriente de una rama de la red a través de un sistema que extrae corrientes armónicas específicas y las inyecta de nuevo en la red con una relación de fase diferente a la fundamental para Cancelar los armónicos originados en otra rama. Pasar toda la corriente de una rama a través de cualquier sistema parece ser menos eficiente que algún tipo de filtro activo o pasivo que maneje solo uno o varios armónicos específicos.

Un concepto similar sería hacer que las principales fuentes de generación de armónicos varíen su estrategia de creación de forma de onda de una manera que tiende a cancelarse entre sí. Encontré un artículo relacionado con eso, pero cometí un error al intentar guardarlo. Intentaré encontrarlo nuevamente y publicar un enlace más tarde.

Se agregó información de referencia arriba:

Armstrong, Matthew; Atkinson, D.J .; Johnson, C.M .; Abeyasekera, T.D., "Cancelación de armónicos de orden bajo en un sistema inversor múltiple conectado a la red a través de la aleatorización de parámetros de control actual", en Power Electronics, IEEE Transactions, vol.20, no.4, pp.885-892, julio de 2005 doi: 10.1109 / TPEL.2005.850949 Resumen: En los sistemas de inversor múltiple conectados a la red, es normal sincronizar la corriente de salida de cada inversor con el voltaje de red común. Todas las deficiencias actuales del controlador, que dan como resultado armónicos de bajo orden, también se sincronizan con el voltaje de red común. Como resultado, los armónicos producidos por los convertidores individuales muestran un alto grado de correlación y tienden a ser aditivos. Cada controlador puede ajustarse para lograr un perfil armónico diferente, de modo que la cancelación de armónicos pueda tener lugar en el sistema en general, reduciendo así el nivel de distorsión armónica total neta actual. Sin embargo, se requiere comunicación entre inversores. Este documento presenta resultados experimentales que demuestran un enfoque alternativo, que consiste en organizar que la sintonización dentro de cada inversor se ajuste automáticamente con un componente aleatorio. Esto da como resultado un espectro de salida armónico que varía con el tiempo, pero no está correlacionado con el espectro armónico de ningún otro inversor en el sistema. Los armónicos netos de todos los inversores experimentan un grado de cancelación y el sistema global produce una mejora neta en la calidad de la energía. Enlace

Aquí hay un artículo más reciente de algunos de los mismos autores que el artículo que has vinculado:

Arghandeh, R .; von Meier, A .; Broadwater, R., "Aprendizaje basado en fasores para la evaluación armónica de múltiples recursos energéticos distribuidos", en la Reunión General del PSE | Conferencia & Exposición, 2014 IEEE, vol., Núm., Pp.1-5, 27-31 de julio de 2014

Aquí hay un artículo sobre la medición de armónicos que incluye información de fase:

Chakir, M .; Kamwa, I .; Le Huy, H., "Algoritmos de PMU C37.118.1 extendidos para el seguimiento conjunto de fasores fundamentales y armónicos en sistemas de potencia de tensión y microrredes", en Power Delivery, IEEE Transactions on, vol.29, no.3, pp.1465-1480 , Junio de 2014

    
respondido por el Charles Cowie
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Podría usar un filtro sintonizado a 180Hz que se alimenta de un cambio de fase, y luego hacer que esa alimentación pase a través de otro filtro de 180Hz hacia el resto de las señales. De esa manera, solo la parte de 180Hz llega al cambiador de fase.

También como se ve en los comentarios a continuación, se necesitaría un filtro de muesca de 180Hz para filtrar los 180Hz de las partes no desplazadas de la señal.

    
respondido por el Daniel
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Dado que las fases se desplazan 120 grados, la primera solución es instalar un transformador de 3 columnas. Los armónicos de 3er orden están todos en fase, porque 120 * 3 = 360, por lo tanto, el flujo de los armónicos de 3rd colisionará y se cancelará en el transformador de 3 columnas. Ahora necesitaría un segundo transformador de anillo con todas las 3 fases + bobina de excitación, donde los flujos del sistema trifásico se cancelarán entre sí, mientras que puede usar un generador sincronizado con bucle de bloqueo de fase para inyectar los terceros armónicos en la cuadrícula con un ángulo de fase diferente.

OK. ¿Qué pasa con esta hipotesis:
tiene la frecuencia fundamental V1 * sin (wt) y otras dos fases: V1 * sin (wt + 120) y V1 * sin (wt + 240).
El tercer armónico es V3 * sin (3wt) todos ellos están en fase.
Los 5 armónicos V5 * sin (5wt + 5 * 120). 5 * 120 = 600 = 600-360 = 240, otras fases tienen un cambio de 240 que las hace separadas por 120. 240 + 240 = 480, 480-360 = 120. Los séptimos armónicos: 7 * 120 = 840, 840-720 = 120, nuevamente tenemos 120 cambios de fase en fases.

Ahora, si construye un transformador toroide grande con 3 devanados + 1 devanado adicional, no tiene que insertar el transformador en el medio, solo conecte en paralelo. Obtendrá que el flujo de 1º + 5º + 7º se cancelará, el único flujo restante en el transformador que obtiene es el 3º y obtendrá el voltaje secundario en ese devanado adicional. Ahora haga un cortocircuito o agregue una resistencia, los terceros armónicos se cancelarán en ese punto específico y obtendrá una onda estacionaria.

Además, puede usar una compuerta de flujo y alimentar el devanado adicional con la fuente de corriente, de manera que se cancele el flujo en la transformación.

    
respondido por el Marko Buršič
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Inyecte electrónicamente un tercer armónico de 180 grados. Fuera de fase de igual magnitud para cancelar el original. Luego inyecte el tercero en el ángulo y la magnitud deseada. Esto tendrá que hacerse con fuerza bruta, es decir, un dispositivo generador bastante poderoso ya que las rejillas son "rígidas". El circuito lógico del generador también debe detectar la fase de la fundamental como un punto de referencia (obviamente).

    
respondido por el ITPhoenix

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