Modeling and control of shunt active power filter in medium voltage applications
Dissertant
Thesis advisor
University
Birzeit University
Faculty
Faculty of Engineering and Technology
Department
Department of Computer Systems Engineering
University Country
Palestine (West Bank)
Degree
Master
Degree Date
2019
Arabic Abstract
الغاية من أطروحة الماجستير هو دراسة تصميم أساليب التحكم و زيادة الأمان في أداء مرشحات القدرة الفعالة ( SAPF ) في تطبيقات الشبكات ذات الجهد المتوسط بغرض معالجة قضايا معايير وجودة القدرة ( Power Quality ).
القضايا التي ستتم معالجتها هي التوافقيات العشوائية و الموجات العابرة التي تنتج من عاكسات الطاقة المربوطة على الشبكة، الأحمال غير الخطية كمحولات الكترونيات القوى.
كما سيتم استخدام مرشحات القدرة الفعالة كمصدر للقدرة غير الفعالة التي تستخدم لتعديل مستوى الجهد في الشبكات الكهربائية و ذلك عبر ضبط معامل القدرة على مختلف القيم هذه الرسالة تركز على استعمال مختلف أنواع العاكسات المستخدمة في مرشحات القدرة الفعالة كالعاكسات ذات المستويين و العاكسات متعددة المستويات بشكل أساسي نوع NPC ) ) مع دراسة أثر أداء مختلف أساليب التحكم و السيطرة مثل المتحكم التناسبي - التكاملي ( PI ) و المتحكم المقارن ( HCC ) هدف هذه الدراسة هو عمل مقارنة بين مختلف أنواع الدوائر و أساليب التحكم المستخدمة في مرشحات القدرة الفعالة من حيث مستوى قابليتها في تقليل مستوى التشوه الكلي ( THD ) و ترشیحه تحسین معامل القدرة و رفعه حتى قيمة الوحدة الواحدة, تقليل الخسائر في مرشحات القدرة عبر اختيار القيم المناسبة للعناصر المكونة للمرشح ( الاختيار الانسب لمستوى الجهد على بسيار الجهد المستمر الموجود في مدخل المرشح اختيار قيمة مواسعة المكثف المستخدم في بسبار الجهد المستمر و اختيار القيمة المناسبة لمحاثة الملف المستخدم على خرج المرشح الأمر الذي سيساهم في تقليل الحجم الفيزيائي للمرشح المقترح، كما ستتم دراسة أداء المرشح المقترح في مختلف بيئات التشغيل لزيادة موثوقية المرشح و امان تشغيله كدراسة حماية المرشح في حالة الحمل الزائد دراسة مسألة التمييز بين تيارات البدء ( Inrush Current ) و تيارات القصر (Fault Current) عبر تحديد نسبة التوافقية الثانية، كما سيتم اختبار أداء المرشح لدراسة مسالة ترشيح التوافقيات لحالة حقيقية و ذلك بعد جمع بياناتها على الجهد المتوسط سيتم استخدام برنامج المحاكاة ( MATLAB/SIMULINK ) لاجراء الدراسة و المقارنات المطلوبة بغرض عرض النتائج و تحليلها.
English Abstract
This thesis introduces design, modeling, control strategies and improving safety performance of Shunt Active Power Filter (SAPF) in Medium Voltage (MV) applications for power quality (PQ) improvement issues.
Random harmonics and transients generated by grid-tied inverters and non-linear loads, such as different types of power electronic converters, will be reduced, also the reactive power, voltage levels and power factor will be adjusted using the SAPF.
This thesis is focused on implementing different topologies of SAPF such as; two level and multilevel SAPF inverters (basically Neutral Point Clamped-NPC inverters).
The research will focus on the performance and effects of using different control techniques , in particular, proportional-integral (PI controllers) and Hysteresis Current Controllers (HCC).
The aim of the study is to provide a comparison between these different topologies and control techniques.
Besides.
The study will demonstrate the ability of various schemes in compensating the Total Harmonic Distortion (THD), correcting the power factor up to unity, decreasing the losses in SAPF inverter by choosing a suitable element values (DC-Link voltage level, DC capacitance and coupling inductor values), which leads to decreasing the physical size of the passive components in SAPF.
In addition, the study will focus on the SAPF performance under different operational cases, such as make a discrimination between the starting current (inrush current) and the fault current by determining the second harmonic ratio method ,which leads to improving the safety performance of SAPF, real case study is also performed after collecting real data of MV grid.
MATLAB/SIMULINK software package will be used in conducting the study, comparing and displaying the results.
Main Subjects
Topics
No. of Pages
72
Table of Contents
Table of contents.
Abstract.
Abstract in Arabic.
Chapter One : Introduction.
Chapter Two : Literature review of APF.
Chapter Three : Modelling and methodology of SAPF.
Chapter Four : SAPF parameters design.
Chapter Five : SAPF applications.
Chapter Six : Simulation and results.
Chapter Seven : Conclusions and future work.
References.
American Psychological Association (APA)
Qatinah, Wafa I. S.. (2019). Modeling and control of shunt active power filter in medium voltage applications. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Birzeit University, Palestine (West Bank)
https://search.emarefa.net/detail/BIM-959156
Modern Language Association (MLA)
Qatinah, Wafa I. S.. Modeling and control of shunt active power filter in medium voltage applications. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Birzeit University. (2019).
https://search.emarefa.net/detail/BIM-959156
American Medical Association (AMA)
Qatinah, Wafa I. S.. (2019). Modeling and control of shunt active power filter in medium voltage applications. (Master's theses Theses and Dissertations Master). Birzeit University, Palestine (West Bank)
https://search.emarefa.net/detail/BIM-959156
Language
English
Data Type
Arab Theses
Record ID
BIM-959156
