An adaptive controller for power quality control in high speed railway with electric locomotives with asynchronous traction motors
Introduction. Power quality in an electric railway system pertains to the dependability, consistency, and purity of the electrical power provided to different components and systems within the railway infrastructure. Assessing power quality offers considerable opportunities to improve the efficiency...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine”
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://eie.khpi.edu.ua/article/view/289796 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Electrical Engineering & Electromechanics |
Репозиторії
Electrical Engineering & Electromechanics| id |
eiekhpieduua-article-289796 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Electrical Engineering & Electromechanics |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
railway power conditioner Ynev transformer fuzzy logic controller PI controller asynchronous motor power quality electric railway system залізничний стабілізатор напруги Ynev трансформатор контролер нечіткої логіки ПІ-регулятор асинхронний двигун якість електроенергії електрична залізнична система |
| spellingShingle |
railway power conditioner Ynev transformer fuzzy logic controller PI controller asynchronous motor power quality electric railway system залізничний стабілізатор напруги Ynev трансформатор контролер нечіткої логіки ПІ-регулятор асинхронний двигун якість електроенергії електрична залізнична система Chaib Ras, A. Bouzerara, R. Bouzeria, H. An adaptive controller for power quality control in high speed railway with electric locomotives with asynchronous traction motors |
| topic_facet |
railway power conditioner Ynev transformer fuzzy logic controller PI controller asynchronous motor power quality electric railway system залізничний стабілізатор напруги Ynev трансформатор контролер нечіткої логіки ПІ-регулятор асинхронний двигун якість електроенергії електрична залізнична система |
| format |
Article |
| author |
Chaib Ras, A. Bouzerara, R. Bouzeria, H. |
| author_facet |
Chaib Ras, A. Bouzerara, R. Bouzeria, H. |
| author_sort |
Chaib Ras, A. |
| title |
An adaptive controller for power quality control in high speed railway with electric locomotives with asynchronous traction motors |
| title_short |
An adaptive controller for power quality control in high speed railway with electric locomotives with asynchronous traction motors |
| title_full |
An adaptive controller for power quality control in high speed railway with electric locomotives with asynchronous traction motors |
| title_fullStr |
An adaptive controller for power quality control in high speed railway with electric locomotives with asynchronous traction motors |
| title_full_unstemmed |
An adaptive controller for power quality control in high speed railway with electric locomotives with asynchronous traction motors |
| title_sort |
adaptive controller for power quality control in high speed railway with electric locomotives with asynchronous traction motors |
| title_alt |
An adaptive controller for power quality control in high speed railway with electric locomotives with asynchronous traction motors |
| description |
Introduction. Power quality in an electric railway system pertains to the dependability, consistency, and purity of the electrical power provided to different components and systems within the railway infrastructure. Assessing power quality offers considerable opportunities to improve the efficiency of railway systems. Problem. Managing the flow of active and reactive power effectively, decreasing harmonic currents, and addressing the negative sequence component are all critical parts of improving power quality for electrified rail systems. As a result, flexible AC transmission systems are the major means of minimizing or decreasing these difficulties. Purpose. This study describes a half-bridge reactive power railway power conditioner (HB-RPC) with a novel Ynev balancing transformer. HB-RPC is made up of four switching devices and two DC capacitors and the compensator’s stability is determined by the operating voltage of the DC-link. Any variations or imbalances in the DC voltage might cause the compensator to operate in an unstable manner. Novelty. Of a novel balanced transformer with HB-RPC in a high-speed railway system with two scenarios. Methods. The study utilized MATLAB/Simulink software for simulation purposes. The system integrates a fuzzy logic controller (FLC) and a PI controller to optimize DC voltage, ensuring its constancy and balance, with the objective of improving the overall stability of the system. Results. The simulation outcomes illustrate the efficacy of the control approach. Through a comparison of results between scenarios (two and four trains) with the PI-based-HB-RPC and the FLC-based-HB-RPC, the system exhibits enhanced stability for the proposed railway system when employing the FLC-based-HB-RPC, compared to a controller based on PI. Practical value. The proposed configuration elucidates its role in enhancing both the dynamic performance of the system and the power quality of the three-phase rail traction chain. |
| publisher |
National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine” |
| publishDate |
2024 |
| url |
http://eie.khpi.edu.ua/article/view/289796 |
| work_keys_str_mv |
AT chaibrasa anadaptivecontrollerforpowerqualitycontrolinhighspeedrailwaywithelectriclocomotiveswithasynchronoustractionmotors AT bouzerarar anadaptivecontrollerforpowerqualitycontrolinhighspeedrailwaywithelectriclocomotiveswithasynchronoustractionmotors AT bouzeriah anadaptivecontrollerforpowerqualitycontrolinhighspeedrailwaywithelectriclocomotiveswithasynchronoustractionmotors AT chaibrasa adaptivecontrollerforpowerqualitycontrolinhighspeedrailwaywithelectriclocomotiveswithasynchronoustractionmotors AT bouzerarar adaptivecontrollerforpowerqualitycontrolinhighspeedrailwaywithelectriclocomotiveswithasynchronoustractionmotors AT bouzeriah adaptivecontrollerforpowerqualitycontrolinhighspeedrailwaywithelectriclocomotiveswithasynchronoustractionmotors |
| first_indexed |
2024-06-01T14:40:41Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:40:41Z |
| _version_ |
1800670116142120960 |
| spelling |
eiekhpieduua-article-2897962024-02-24T09:42:18Z An adaptive controller for power quality control in high speed railway with electric locomotives with asynchronous traction motors An adaptive controller for power quality control in high speed railway with electric locomotives with asynchronous traction motors Chaib Ras, A. Bouzerara, R. Bouzeria, H. railway power conditioner Ynev transformer fuzzy logic controller PI controller asynchronous motor power quality electric railway system залізничний стабілізатор напруги Ynev трансформатор контролер нечіткої логіки ПІ-регулятор асинхронний двигун якість електроенергії електрична залізнична система Introduction. Power quality in an electric railway system pertains to the dependability, consistency, and purity of the electrical power provided to different components and systems within the railway infrastructure. Assessing power quality offers considerable opportunities to improve the efficiency of railway systems. Problem. Managing the flow of active and reactive power effectively, decreasing harmonic currents, and addressing the negative sequence component are all critical parts of improving power quality for electrified rail systems. As a result, flexible AC transmission systems are the major means of minimizing or decreasing these difficulties. Purpose. This study describes a half-bridge reactive power railway power conditioner (HB-RPC) with a novel Ynev balancing transformer. HB-RPC is made up of four switching devices and two DC capacitors and the compensator’s stability is determined by the operating voltage of the DC-link. Any variations or imbalances in the DC voltage might cause the compensator to operate in an unstable manner. Novelty. Of a novel balanced transformer with HB-RPC in a high-speed railway system with two scenarios. Methods. The study utilized MATLAB/Simulink software for simulation purposes. The system integrates a fuzzy logic controller (FLC) and a PI controller to optimize DC voltage, ensuring its constancy and balance, with the objective of improving the overall stability of the system. Results. The simulation outcomes illustrate the efficacy of the control approach. Through a comparison of results between scenarios (two and four trains) with the PI-based-HB-RPC and the FLC-based-HB-RPC, the system exhibits enhanced stability for the proposed railway system when employing the FLC-based-HB-RPC, compared to a controller based on PI. Practical value. The proposed configuration elucidates its role in enhancing both the dynamic performance of the system and the power quality of the three-phase rail traction chain. Вступ. Якість електроенергії в системі електричних залізниць відноситься до надійності, сталості та чистоти електроенергії, що подається різним компонентам та системам залізничної інфраструктури. Оцінка якості електроенергії відкриває значні можливості підвищення ефективності залізничних систем. Проблема. Ефективне керування потоками активної та реактивної потужності, зниження гармонійних струмів та усунення компонента зворотної послідовності – все це важливі частини покращення якості електроенергії для електрифікованих залізничних систем. В результаті гнучкі системи передачі змінного струму є основним засобом мінімізації чи зменшення цих труднощів. Мета. У цьому дослідженні описується напівмостовий стабілізатор реактивної потужності залізниці (HB-RPC) з новим балансуючим трансформатором Ynev. HB-RPC складається з чотирьох перемикаючих пристроїв та двох конденсаторів постійного струму, а стабільність компенсатора визначається робочою напругою ланки постійного струму. Будь-які зміни або дисбаланс напруги постійного струму можуть призвести до нестабільної роботи компенсатора. Новизна. Стосується нового балансного трансформатора з HB-RPC у системі високошвидкісних залізниць із двома сценаріями. Методи. У дослідженні використовувалося програмне забезпечення MATLAB/Simulink з метою моделювання. Система поєднує контролер нечіткої логіки (FLC) та ПІ-регулятор для оптимізації напруги постійного струму, забезпечення його сталості та балансу з метою покращення загальної стабільності системи. Результати. Результати моделювання ілюструють ефективність підходу до управління. За допомогою порівняння результатів сценаріїв (два та чотири поїзди) з HB-RPC на основі ПІ та HB-RPC на основі FLC система демонструє підвищену стабільність для запропонованої залізничної системи при використанні HB на основі FLC-RPC, у порівнянні з контролером з застосуванням ПІ. Практична цінність. Запропонована конфігурація пояснює її роль у підвищенні як динамічних характеристик системи, так і якості електроенергії трифазного залізничного тягового кола. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine” 2024-02-24 Article Article application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/289796 10.20998/2074-272X.2024.2.04 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 2 (2024); 23-30 Электротехника и Электромеханика; № 2 (2024); 23-30 Електротехніка і Електромеханіка; № 2 (2024); 23-30 2309-3404 2074-272X en http://eie.khpi.edu.ua/article/view/289796/291318 Copyright (c) 2024 A. Chaib Ras, R. Bouzerara, H. Bouzeria http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |