การออกแบบวงจรกรองกำลังแอกทีฟแบบขนานสำหรับการกำจัดฮาร์มอนิก ในระบบรางไฟฟ้า
Article Sidebar
Published:
Jun 29, 2020
Main Article Content
Abstract
บทความนี้นำเสนอการออกแบบวงจรกรองกำลังแอกทีฟแบบขนานสำหรับใช้กำจัดฮาร์มอนิกในระบบรางไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วยการออกแบบค่าพารามิเตอร์ของวงจรและการออกแบบค่าพารามิเตอร์ของตัวควบคุมพีไอสำหรับใช้ควบคุมกระแสชดเชยและแรงดันบัสไฟตรง การออกแบบจะปรับใช้วิธีการดั้งเดิมซึ่งอาศัยการคำนวณที่ไม่ซับซ้อน การตรวจสอบผลการออกแบบค่าพารามิเตอร์ของวงจรกรองกำลังแอกทีฟและค่าพารามิเตอร์ของตัวควบคุมจะใช้วิธีการจำลองสถานการณ์กำจัดฮาร์มอนิกในระบบรางไฟฟ้าที่พิจารณาด้วยเทคนิคฮาร์ดแวร์ในลูปที่ใช้โปรแกรม Simulink/MATLAB ร่วมกับบอร์ด DSP รุ่น TMS320C2000TM Experimenter Kit ซึ่งผลการจำลองสถานการณ์ได้ยืนยันแล้วว่าวงจรกรองกำลังแอกทีฟและตัวควบคุมพีไอที่ได้จากการออกแบบด้วยวิธีการที่นำเสนอมีสมรรถนะที่ดีสามารถกำจัดฮาร์มอนิกได้อย่างมีประสิทธิผล โดยค่า %THDi ภายหลังการชดเชยของกระแสที่แหล่งจ่ายระบบรางไฟฟ้าอยู่ในกรอบมาตรฐาน IEEE std 519-2014
Article Details
Section
บทความวิจัย (Research Article)
References
[1] Z. Shu, S. Xie and Q. Li, “Single-Phase Back-To-Back Converter for Active Power Balancing, Reactive Power Compensation and Harmonic Filtering in Traction Power System”, in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 26, no. 2, pp. 334-343, Feb. 2011.
[2] A. Luo, C. Wu, J. Shen, Z. Shuai and F. Ma, “Railway Static Power Conditioners for High-speed Train Traction Power Supply Systems Using Three-phase V/V Transformers”, in IEEE Transac- tions on Power Electronics, vol. 26, no. 10, pp. 2844-2856, Oct. 2011.
[3] P-C. Tan, P. C. Loh and D. G. Holmes, “A robust multilevel hybrid compensation system for 25-kV electrified railway applications”, in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 19, no. 4, pp. 1043-1052, July 2004.
[4] H. Hu, Z. He and S. Gao, “Passive Filter Design for China High-Speed Railway with Considering Harmonic Resonance and Characteristic Harmonics,” in IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 30, no. 1, pp. 505-514, Feb. 2015.
[5] H. -L. Jou, J. -C. Wu and H. -Y. Chu, “New single-phase active power filter”, in IEE Proceedings- Electric Power Applications, vol. 141, no. 3, pp. 129-134, May 1994.
[6] M. Cirrincione, M. Pucci, G. Vitale and A. Miraoui, “Current harmonic compensation by a single-phase shunt active power filter controlled by adaptive neural filtering”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.56, no.8, pp. 3128-3143, Aug 2009.
[7] M. Gonzalez, V. Cardenas, and F. Pazos, “DQ Transformation Development for Single- Phase Systems to Compensate Harmonic Distortion and Reactive Power,” in 9th IEEE Int. Power Electron. Congress, 2004.
[8] M. Padungsin, T. Narongrit and K-L. Areerak, “The Comparison Study of Harmonic Detection Algorithms for Single-Phase Power Systems” 5th International Conference on Electric Power and Energy Conversion Systems,
Kitakyushu, Japan : April 23-25, 2018, pp.1-6.
[9]S. Rahmani, N. Mendalek, and K. Al-Haddad, “Experimental Design of a Nonlinear Control
Technique for Three-Phase Shunt Active Power
Filter”, IEEE Transactions on Industrial Elec-
tronics, vol. 57, pp. 3364-3375, 2010.
[10] D. M. E. Ingram and S. D. Round, “A novel digital hysteresis current controller for an active power filter,” Proceedings of Second International Conference on Power Electronics and Drive
Systems, 1997, pp. 744-749 vol.2.
[11] T. Thomas, K. Haddad, G. Joos and A. Jaafari,
“Design and performance of active power
filters,” in IEEE Industry Applications Magazine,
vol. 4, no. 5, pp. 38-46, Sep-Oct 1998
[12] ฐานันดร์ ตรงใจ, ทศพร ณรงฤทธิ์ และ กองพล
อารีรักษ์ ,“การออกแบบวงจรกรองกำลังแอกทีฟแบบขนานสำหรับการกำจัดฮาร์มอนิกในระบบรางไฟฟ้า”,การประชุมวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟ้า ครั้งที่ 41,มหาวิทยาลัยอุบลราชธานีร่วมกับมหาวิทยาลัย
ศรีปทุม, 21 - 23 พฤศจิกายน 2561, vol 1, หน้า 197-200.
[13] S.-R. Huang and B.-N. Chen, “Harmonic study of the Le Blanc transformer for Taiwan railway’s electrification system,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 17, no. 2, pp. 495-499, Apr 2002.
[14] M. Routimo, M. Salo, and H. Tuusa, “Com- parison of Voltage-Source and Current-Source Shunt Active Power Filters”, IEEE Transactions on Power Electronics, Power Electronics, vol. 22, pp. 636-643, 2007.
[15] T. Narongrit, K-L. Areerak and K-N. Areerak “A New Design Approach of Fuzzy Controller for Shunt Active Power Filter,” Electric Power Components and Systems, vol. 43, pp. 685–694, Mar 2015.
[2] A. Luo, C. Wu, J. Shen, Z. Shuai and F. Ma, “Railway Static Power Conditioners for High-speed Train Traction Power Supply Systems Using Three-phase V/V Transformers”, in IEEE Transac- tions on Power Electronics, vol. 26, no. 10, pp. 2844-2856, Oct. 2011.
[3] P-C. Tan, P. C. Loh and D. G. Holmes, “A robust multilevel hybrid compensation system for 25-kV electrified railway applications”, in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 19, no. 4, pp. 1043-1052, July 2004.
[4] H. Hu, Z. He and S. Gao, “Passive Filter Design for China High-Speed Railway with Considering Harmonic Resonance and Characteristic Harmonics,” in IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 30, no. 1, pp. 505-514, Feb. 2015.
[5] H. -L. Jou, J. -C. Wu and H. -Y. Chu, “New single-phase active power filter”, in IEE Proceedings- Electric Power Applications, vol. 141, no. 3, pp. 129-134, May 1994.
[6] M. Cirrincione, M. Pucci, G. Vitale and A. Miraoui, “Current harmonic compensation by a single-phase shunt active power filter controlled by adaptive neural filtering”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol.56, no.8, pp. 3128-3143, Aug 2009.
[7] M. Gonzalez, V. Cardenas, and F. Pazos, “DQ Transformation Development for Single- Phase Systems to Compensate Harmonic Distortion and Reactive Power,” in 9th IEEE Int. Power Electron. Congress, 2004.
[8] M. Padungsin, T. Narongrit and K-L. Areerak, “The Comparison Study of Harmonic Detection Algorithms for Single-Phase Power Systems” 5th International Conference on Electric Power and Energy Conversion Systems,
Kitakyushu, Japan : April 23-25, 2018, pp.1-6.
[9]S. Rahmani, N. Mendalek, and K. Al-Haddad, “Experimental Design of a Nonlinear Control
Technique for Three-Phase Shunt Active Power
Filter”, IEEE Transactions on Industrial Elec-
tronics, vol. 57, pp. 3364-3375, 2010.
[10] D. M. E. Ingram and S. D. Round, “A novel digital hysteresis current controller for an active power filter,” Proceedings of Second International Conference on Power Electronics and Drive
Systems, 1997, pp. 744-749 vol.2.
[11] T. Thomas, K. Haddad, G. Joos and A. Jaafari,
“Design and performance of active power
filters,” in IEEE Industry Applications Magazine,
vol. 4, no. 5, pp. 38-46, Sep-Oct 1998
[12] ฐานันดร์ ตรงใจ, ทศพร ณรงฤทธิ์ และ กองพล
อารีรักษ์ ,“การออกแบบวงจรกรองกำลังแอกทีฟแบบขนานสำหรับการกำจัดฮาร์มอนิกในระบบรางไฟฟ้า”,การประชุมวิชาการทางวิศวกรรมไฟฟ้า ครั้งที่ 41,มหาวิทยาลัยอุบลราชธานีร่วมกับมหาวิทยาลัย
ศรีปทุม, 21 - 23 พฤศจิกายน 2561, vol 1, หน้า 197-200.
[13] S.-R. Huang and B.-N. Chen, “Harmonic study of the Le Blanc transformer for Taiwan railway’s electrification system,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 17, no. 2, pp. 495-499, Apr 2002.
[14] M. Routimo, M. Salo, and H. Tuusa, “Com- parison of Voltage-Source and Current-Source Shunt Active Power Filters”, IEEE Transactions on Power Electronics, Power Electronics, vol. 22, pp. 636-643, 2007.
[15] T. Narongrit, K-L. Areerak and K-N. Areerak “A New Design Approach of Fuzzy Controller for Shunt Active Power Filter,” Electric Power Components and Systems, vol. 43, pp. 685–694, Mar 2015.