alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2015.22.003alternative-226Research ArticleВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКАRENEWABLE ENERGYМОДЕЛИРОВАНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРА НАПРЯЖЕНИЯMODELING OF FREQUENCY-DEPENDENT IMPEDANCE OF VOLTAGE SOURCE INVERTERЯнченкоС. А.YanchenkoS. A.

канд. техн. наук,асси-стент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» НИУ «МЭИ»

PhD (engineering),assistant of Department of Electric Supply of Industrial Enterprises NRU “MPEI”

yanchenko_sa@mail.ruМатюнинаЮ. В.MatiuninaJ. V.

канд. техн. наук,до-цент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» НИУ «МЭИ»

PhD (engineering), associate professor of Department of Electric Supply of Industrial Enterprises NRU “MPEI”

yanchenko_sa@mail.ruКондратьевА. В.KondratievA. V.

канд. техн. наук,доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» НИУ «МЭИ»

PhD (engineering), associate professor of Department of Electric Supply of Industrial Enterprises NRU “MPEI”

yanchenko_sa@mail.ruФГБОУ ВО Национальный Исследовательский Университет «МЭИ» РФ, 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 14РоссияNational Research University “MPEI”, 14 Krasnokazarmennaya st., Moscow, 111250 Russian FederationRussian Federation2015080420160223036Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20162016Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/226

Распространение оборудования на возобновляемых источниках энергии создает условия, при которых качество электрической энергии в части несинусоидальности напряжения питания заметно снижается. Инверторы напряжения, являющиеся неотъемлемой частью установок возобновляемых источников энергии, могут генерировать значительные уровни высших гармонических составляющих тока в электрическую сеть. В данной статье анализируются факторы несинусоидальности входного тока инверторов напряжения, а также описывается компьютерная модель трехфазного инвертора, позволяющая рассчитывать уровни гармонической эмиссии с учетом искажений питающего напряжения. Проверка адекватности модели осуществляется путем сравнения с экспериментальными измерениями. В итоге анализ частотных характеристик инвертора напряжения позволяет выявить факторы, больше всего влияющие на уровень эмиссии высших гармонических составляющих тока.

Growing popularity of renewable energy brings about negative effects for the power quality especially for harmonic levels of supply voltage. Voltage source inverters being inevitable for operation of renewable energy can produce significant amounts of current harmonics in power grids. This paper provides the analysis of current harmonic sources within the inverter and then introduces the Simulink model of three-phase inverter. Derived model defines the current harmonic levels of inverter in regard to the supply voltage distortion. The model validation is done by comparing the modeling results with measurement data. Finally, the analysis of frequency-dependent characteristics of voltage source inverter reveals factors with critical impact on current harmonic emission of inverter.

инвертор напряжениянесинусоидальность напряжениявысшие гармоникивходное сопротивлениечастотная характеристикаvoltage source invertervoltage distortionharmonicsinput impedancefrequency-dependent characteristicReferencesYakamini R. Power systems harmonics: Part 3. Problems caused by distorted supplies // Power Engineering Journal. 1995. Vol. 9. No 5. P. 233–238.Yakamini R. Power systems harmonics: Part 3. Problems caused by distorted supplies. Power Engineering Journal, Oct. 1995, vol. 9, no. 5, pp. 233–238. (in Eng.).Armstrong M., Atkinson D.J. Johnson M.C and Abeyasekera T.D. Low order harmonic cancellation scheme for multiple PV grid-connected inverters // Proc. EPE’03 Conf., Toulouse, France, 2003, CD ROM.Armstrong M., Atkinson D.J. Johnson M.C, and Abeyasekera T.D. Low order harmonic cancellation scheme for multiple PV grid-connected inverters. Proc. EPE’03 Conf., Toulouse, France, 2003, CD ROM (in Eng.).Abeyasekra T.D., Johnson C.M., Atkinson D.J., and Armstrong M. Elimination of subharmonics in direct look-up table (DLT) sine wave reference generators for low cost microprocessor-controlled inverters // IEEE Trans. Power Electron. 2003. Vol. 18. No 6. P. 1315– 1321.Abeyasekra T.D., Johnson C.M., Atkinson D.J., and Armstrong M. Elimination of subharmonics in direct look-up table (DLT) sine wave reference generators for low cost microprocessor-controlled inverters. IEEE Trans. Power Electron., 2003, vol. 18, no. 6, pp. 1315– 1321 (in Eng.).Subjak J.S. and Mcquilkin J.S. Harmonics-causes, effects, measurements and analysis: An update // IEEE Trans. Ind. Appl. 1990. Vol. 26. No. 6. P. 1034–1042.Subjak J.S. and Mcquilkin J.S. Harmonics-causes, effects, measurements and analysis: An update. IEEE Trans. Ind. Appl., Nov./Dec. 1990, vol. 26, no. 6, pp. 1034–1042 (in Eng.).IEEE Std 1547.1-2005, Standard Conformance Test Procedures for Equipment Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems, IEEE, July 2005. ISBN 0-7381-4736-2 SH95346.IEEE Std 1547.1-2005, Standard Conformance Test Procedures for Equipment Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems, IEEE, July 2005. ISBN 0-7381-4736-2 SH95346 (in Eng.).IEC 61727 Ed. 2, Photovoltaic (PV) Systems – Characteristics of the Utility Interface, December 2004.IEC 61727 Ed. 2, Photovoltaic (PV) Systems – Characteristics of the Utility Interface, December 2004 (in Eng.).Twinning E. Modeling grid-connected voltage source inverter operation // Proc. AUPEC’01. 2001. p. 501–506.Twinning E. Modeling grid-connected voltage source inverter operation. Proc. AUPEC’01, 2001, pp. 501–506 (in Eng.).Twinning E. and Holmes D.G. Grid current regulation of a three-phase voltage source inverter with an LCL input filter // IEEE Trans. Power Electronics. 2003. Vol. 18. No 3. P. 888–895.Twinning E. and Holmes D.G. Grid current regulation of a three-phase voltage source inverter with an LCL in-put filter. IEEE Trans. Power Electronics, May 2003, vol. 18, no. 3, pp. 888–895, (in Eng.).Abeyasekera T., Johnson C.M., Atkinson D.J., Armstrong M. Suppression of line voltage related distortion in current controlled grid connected inverters // IEEE Transactions on Power Electronics. 2005. Vol. 20. No 6. P. 1393–1401.Abeyasekera T., Johnson C.M., Atkinson D.J., Armstrong M. Suppression of line voltage related distortion in current controlled grid connected inverters. IEEE Transactions on Power Electronics, Nov. 2005, vol. 20, no. 6, pp.1393,1401, (in Eng.).Teodorescu R., Liserre M., Rodriguez P. Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems. John Wiley & Sons, Ltd, 2011.Teodorescu R., Liserre M., Rodriguez P. Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems. John Wiley & Sons, Ltd. 2011 (in Eng.).Ciobotaru M., Kerekes T., Teodorescu R., Bouscayrol A. PV inverter simulation using MAT-LAB/Simulink graphical environment and PLECS blockset // 32nd Annual Conference on IEEE Industrial Electronics, IECON 2006. P. 5313–5318.Ciobotaru M., Kerekes T., Teodorescu R., Bouscayrol A. PV inverter simulation using MAT-LAB/Simulink graphical environment and PLECS blockset. 32nd Annual Conference on IEEE Industrial Electronics, IECON 2006, pp. 5313–5318 (in Eng.).Simulink Control Design™ 3 User’s Guide www.mathworks.com.Simulink Control Design™ 3 User’s Guide www.mathworks.com (in Eng.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.