A simple power factor calculation for electrical power systems

ABSTRACT

The accurately and fast estimation of Phase Difference (PD) is required between the voltage and current of an AC electrical power system to calculate the Power Factor (PF) for defining how effectively the electrical energy is converted into the useful form. Many complex methods based on difficult mathematical equations are presented by the researchers to estimate the PD. In this study, a new and simple algorithm derived by using the trigonometric functions is proposed for PD estimation to calculate PF of a power system. With this method, the fast-time and unaffected by distorted sinusoids of PD estimation are carried out by decreasing the number of mathematical equations. The performance of the proposedmethod is evaluated under the various system conditions by performing the simulation case studies. The results of these studies are given to verify its effectiveness under the distorted system conditions.

INTRODUCTION

The rapid developments of the power electronics technology rise the using of controlled AC drives, power converters and nonlinear loads, causing the Power Quality Disturbances (PQD). These disturbances can be defined in terms of waveform distortion at the power signals and increasing of the reactive power consumption. They can cause the power loses, terminal voltage drops and negatively affects the safety, quality and economic efficiency of the electricity service. The new electrical politicizes and strategies are required for the operation and management of the electricity service in order to prevent these negative effects and to maintain the reliability and quality. The term Power Factor (PF) has emerged with the increasing of the reactive power consumption in the electrical distribution systems recently. This term is used to express how effectively the electrical energy is converted into useful form and simultaneously indicating the quality of the service to the electricity authorized and end-users. PF is the ratio between the active (P) and the apparent (S) powers. It is also defined as the cosine valueof the Phase Difference (PD) between the voltage (V) and current (I) of an AC electrical power system.

چکیده

تخمین دقیق و سریع اختلاف فاز (PD) بین ولتاژ و جریان سیستم برق الکتریکی AC برای محاسبه فاکتور قدرت (PF) برای تعیین اینکه چگونه انرژی الکتریکی به شکل مفید تبدیل می شود، مورد نیاز است. بسیاری از روش های پیچیده مبتنی بر معادلات ریاضی دشوار توسط محققان برای تخمین PD ارائه شده است. در این مطالعه، الگوریتم جدید و ساده ای که با استفاده از توابع مثلثاتی مشتق شده است، برای تخمین PD برای PF یک سیستم قدرت ارائه می شود. با استفاده از این روش، زمانبندی سریع و بدون تأثیر سینوسویو های تحریف شده PD برآورد شده با کاهش تعداد معادلات ریاضی انجام می شود. عملکرد روش پیشنهادی تحت شرایط مختلف سیستم با انجام مطالعات موردی شبیه سازی مورد ارزیابی قرار می گیرد. نتایج این مطالعات برای تأیید اثربخشی آن در شرایط سیستم تحریف شده است.

مقدمه

تحولات سریع تکنولوژی الکترونیک قدرت، استفاده از درایوهای AC کنترل شده، مبدل های قدرت و بارهای غیر خطی را افزایش می دهد و منجر به اختلالات کیفیت انرژی (PQD) می شود. این اختلالات را می توان از نظر اعوجاج شکل موج در سیگنال های قدرت و افزایش مصرف انرژی راکتیو تعریف کرد. آنها می توانند قدرت را از دست بدهند، ولتاژ پایانه کاهش می یابد و منفی بر کیفیت ایمنی، کیفیت و بهره وری اقتصادی خدمات برق تاثیر می گذارد. سیاست های جدید برق و استراتژی های جدید برای مدیریت و بهره برداری از خدمات برق مورد نیاز برای جلوگیری از این اثرات منفی و حفظ قابلیت اطمینان و کیفیت است. اصطلاح فاکتور قدرت (PF) با افزایش مصرف انرژی راکتیو در سیستم های توزیع برق اخیرا افزایش یافته است. این اصطلاح برای بیان اینکه چگونه انرژی الکتریکی به شکل مفیدی تبدیل می شود و به طور همزمان کیفیت سرویس را به مجاز و کاربردهای نهایی برق نشان می دهد، استفاده می شود. PF نسبت بین فعال (P) و قدرت ظاهری (S) است. این نیز به عنوان مقدار cosinus تفاوت فاز (PD) بین ولتاژ (V) و جریان (I) یک سیستم قدرت الکتریکی AC تعریف شده است.

Year: 2017

Publisher : ELSEVIER

By : Lütfü Sarıbulut

File Information: English Language/ 6 Page / size: 518 KB

Download

سال : 1396

ناشر : ELSEVIER

کاری از : Lütfü Sarıbulut

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 6 صفحه / حجم : KB 518

لینک دانلود