Merenje komponenti električne snage po standardu IEEE 1459-2010

Abstract

Merenje u nesinusoidalnim uslovima je u centru istraživanja i mnogo se napora ulaže da se pojam reaktivne snage star više od sedamdeset godina definiše na nov način. Postoji niz pristupa rešavanju problema definisanja snaga i/ili pokušaja koncipiranja merne instrumentacije za merenje snaga u sistemima naizmenične struje pod nesinusoidalnim uslovima. Jedini standard koji se odnosi na specifične zahteve za tačnost i odgovarajuće uslove testiranja u prisustvu harmonijskih izobličenja je IEEE Std. 1459-2010, koji ne daje definiciju reaktivne snage u nesinusoidalnim uslovima. Koncept ovog IEEE standarda je baziran na raz-dvajanju snage na fundamentalni i nefundamentalni deo. U literaturi su prisutne različite tehnike za imple-mentaciju standarda IEEE Std. 1459-2010. Ovaj standard je implementiran pomoću dva osnovna prilaza: (1) dvostepeni algoritam sa estimacijom harmonijskih spektara naponskog i strujnog signala u prvom koraku i računanjem nepoznatih komponenti snage u drugom koraku i (2) filterska implementacija kombinovana sa Clarke-Park transformacijom u slučaju trofaznog sistema. U radu je prikazana nova metoda za merenje električnih veličina definisanih standardom IEEE 1459-2010 koristeći drugi pristup. Ključni elementi su adaptivni pojasni i niskopropusni FIR filteri koji izdvajaju fundamentalnu i jednosmernu komponentu. U radu su korišćene tehnike oversemplinga i decimacionih filtera, čime se izbegavaju problemi vezani za osetljivost na zaokruživanje koeficijenata FIR kaskadnih filtera velikog reda, smanjuje obim numeričkih računanja i povećava tačnost merenja. Estimacija simetričnih komponenti vrši se pomoću matrice adaptivnih faznih korektora. U cilju procene performansi algoritma izvršene su računarske simulacije i dati njihovi rezultati.In this paper, the design and implementation of a novel recursive method for the power measurement ac-cording to the IEEE Standard 1459-2010 have been described. The most important parts are adaptive band and low-pass FIR filters that extract fundamental and dc components, respectively. In addition, by using oversampling techniques and decimation filters, coefficient sensitivity problems of the large-order FIR comb cascade structure are overridden and the parameter estimation accuracy is improved. The symmetrical components are estimated through a transformation matrix of adaptive phase shifters. The effectiveness of the proposed techniques is demonstrated by simulation results