СТВОРЕННЯ ІНСТРУМЕНТАРІЮ ДЛЯ АНАЛІЗУ ТА ВИМІРЮВАННЯ ПОТУЖНОСТІ В МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЯХ
DOI:
https://doi.org/10.34185/1562-9945-2-163-2026-22Ключові слова:
математичне моделювання, активна потужність, реактивна потужність, повна потужність, несинусоїдальні режими, електропривод, Simulink, енергоефективністьАнотація
Метою роботи є вибір методу розрахунку активної та реактивної складових повної потужності, розробка та програмна реалізація інструментальних засобів (вимірювальних блоків) для їх визначення у математичних моделях, а також перевірка адекватності їх функціонування в умовах несинусоїдальних режимів.
У роботі використано методи математичного моделювання електромеханічних систем, аналіз існуючих підходів до визначення складових повної потужності, а також інтегральні методи обчислення активної та реактивної потужності. Реалізація здійснена у середовищі Simulink із застосуванням користувацьких S-функцій мовою програмування С. Проведено обчислювальні експерименти на моделях лінійних і нелінійних електричних кіл.
Розроблено алгоритм і програмний блок для вимірювання активної та реактивної потужності і енергії в математичних моделях. Проведено тестування в різних режимах (постійний струм, синусоїдальні та несинусоїдальні кола, пуск асинхронного двигуна), яке підтвердило працездатність і достатню точність запропонованого підходу. Показано, що стандартні засоби можуть давати завищені результати, тоді як розроблений блок забезпечує більш коректні оцінки.
Полягає у вдосконаленні підходу до визначення складових повної потужності в несинусоїдальних електричних колах на основі інтегральних залежностей без необхідності розкладання сигналів у ряд Фур’є, а також у створенні універсального вимірювального блоку, придатного для використання в математичних моделях електромеханічних систем.
Розроблений інструментарій може бути використаний для аналізу процесів енергоспоживання, підвищення енергоефективності електроприводів, а також для дослідження режимів роботи електроенергетичних систем у середовищах моделювання. Отримані результати можуть застосовуватися у наукових дослідженнях та інженерній практиці при проєктуванні систем керування енергоспоживанням.
Посилання
Steinmetz, C. P. (1900). Theory and calculation of alternating current phenomena (3rd ed., rev. and enl.). Electrical World and Engineer. https://archive.org/details/theorycalculatio00steiiala
Fryze, S. (1931). Moc rzeczywista, urojona i pozorna w obwodach elektrycznych o przebiegach odkształconych prądu i napięcia. Przegląd Elektrotechniczny, 7–8, 193–203, 225–234. https://delibra.bg.polsl.pl/Content/23511/BCPS_25194_1931-07_Przeglad-Elektrotech.pdf
Savinovsky, Y.A., Korolev, S.Y., & Stratonov, A.V. (1981). On the integral concept of reactive power [in Russian]. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Energetika, (7),55–57.
Demirchyan, K. S. (1984). Reactive or exchange power [in Russian]. Izvestiya Akademii Nauk SSSR. Energetika i Transport, (2).
Zeveke, G. V., Ionkin, P. A., Netushil, A. V., & Strakhov, S. V. (1963). Fundamentals of circuit theory. Moscow–Leningrad: Gosenergoizdat.
Kopylov, I.P. (2001).On the determination of dynamic energy indices under non-sinusoidal and unbalanced voltage [in Russian]. Izvestiya Akademii Nauk. Energetika, (2).
Farkhadzade, E.M., & Guliyev, G. B. (2002). Calculation of indices of non-sinusoidal operating conditions of a load node [in Russian]. Elektrichestvo, (8).
Agunov, M.V., Agunov, A.V., & Verbova, N. M. (2004). A new approach to the measurement of electric power [in Russian]. Promyshlennaya Energetika, (2), 30–33.
Dobrucký, B., Kaščák, S., & Šedo, J. (2025). Effective Methods for Determination of Electrical System Power Components at Transient and Steady States. Energies, 18(4), 779. https://doi.org/10.3390/en18040779
Dobrucký, B., Kaščák, S., & Šedo, J. (2024). Power Components Mean Values Determination Using New Ip-Iq Method for Transients. Energies, 17(11), 2720. https://doi.org/10.3390/en17112720
Souza, L. R., Godoy, R. B., de Souza, M. A., Junior, L. G., & de Brito, M. A. G. (2021). Sampling Rate Impact on Electrical Power Measurements Based on Conservative Power Theory. Energies, 14(19), 6285. https://doi.org/10.3390/en14196285
Chica Leal, A. d. J., Trujillo Rodríguez, C. L., & Santamaria, F. (2020). Comparative of Power Calculation Methods for Single-Phase Systems under Sinusoidal and Non-Sinusoidal Operation. Energies, 13(17), 4322. https://doi.org/10.3390/en13174322
Granados-Lieberman, D. (2020). Global Harmonic Parameters for Estimation of Power Quality Indices: An Approach for PMUs. Energies, 13(9), 2337. https://doi.org/10.3390/en13092337
Nicolae, P.-M., Nicolae, I.-D., & Nicolae, M.-S. (2022). Some Considerations Regarding the Measurement of the Compensation Efficiency in Three-Phase Systems. Energies, 15(14), 5004. https://doi.org/10.3390/en15145004
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Системні технології
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
