Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2020 - zeszyt 7

What is Wrong with the Paper ”The IEEE Standard 1459, the CPC Power Theory and Geometric Algebra in Circuits with Nonsinusoidal Sources and Linear Loads”?

10.15199/48.2020.07.01

nr katalogowy: 126967
10.15199/48.2020.07.01

Streszczenie

There are published opinions that the complex number algebra as used for circuits analysis, power theory of electrical circuits and methods of reactive compensators design should be superseded by geometric algebra. Such opinions were presented in the paper ”The IEEE Standard 1459, the CPC-based Power Theory, and Geometric Algebra in Circuits with Nonsinusoidal Sources and Linear Loads”, and “Advantages of Geometric Algebra Over Complex Numbers in the Analysis of Linear Networks with Nonsinusoidal Sources and Linear Loads”, published in IEEE Transactions on Circuits and Systems-I, in 2012. These opinions were supported in these papers by results obtained using the geometric algebra for describing power properties of electrical circuits and reactive compensator design. This paper presents critical comments to these papers. It shows that their authors were able to apply the geometric algebra to only single-phase circuits with linear loads but the current decomposition they obtained was known 40 years earlier. The same applies to reactive compensators design, thus the results obtained in the commented papers are dramatically obsolete with regard to the current state the power theory development and state of the knowledge on compensation. The suggestion that the algebra of complex numbers, successfully used now for linear circuits analysis, should be superseded by the geometric algebra was not supported by any credible argument. It was not shown that geometric algebra is superior over the circuit analysis based on the algebra of the complex numbers. Quite opposite, it makes this analysis dramatically much more complex, without any benefits for this complexity. It does not contribute to our comprehension of power-related phenomena in electrical circuits.

Abstract

Istnieją opublikowane opinie sugerujące, że algebra liczb zespolonych, tak jak jest ona używana w analizie obwodów, teorii mocy i syntezie kompensatorów reaktancyjnych, powinna być zastąpiona algebrą geometryczną. Takie opinie zostały przedstawione w artykułach “The IEEE Standard 1459, the CPC-based Power Theory, and Geometric Algebra in Circuits with Nonsinusoidal Sources and Linear Loads”, oraz “Advantages of Geometric Algebra Over Complex Numbers in the Analysis of Linear Networks with Nonsinusoidal Sources and Linear Loads”, opublikowanych w IEEE Transactions on Circuits and Systems-I, w 2012 roku. Opinie te zostały poparte wynikami ilustującymi zastosowanie algebry geometrycznej w teorii mocy oraz w metodach syntezy kompensatorów reaktancyjnych. Niniejszy artykuł przedstawia krytyczną ocenę tych artykułów. Pokazuje, że ich autorzy byli w stanie zastosować algebrę geometryczną wyłącznie do obwodów jedno-fazowych z odbiornikami liniowymi, jednak otrzymali jedynie ortogonalny rozkład prądu odbiornika, znany już od lat 40-tu. To samo dotyczy syntezy kompensatorów reaktancyjnych. Wyniki te są dramatycznie opóźnione w stosunku do obecnego stanu teorii mocy i wiedzy o syntezie kompensatorów. Opinia o tym, że algebra liczb zespolonych, która jest obecnie skutecznym i całkowicie wystarczającym narzędziem analizy obwodów liniowych, powinna być zastąpina algebrą geometryczną, nie została poparta żadnym przekonywującym argumentem. Przeciwnie, komplikuje ona dramatycznie tę analizę, bez jakichkolwiek korzyści. Nie przyczynia się też do pogłębienia interpretacji zjawisk fizycznych w obwodach elektrycznych. (Co jest nie tak z artykułem ”The IEEE Standard 1459, the CPC Power Theory and Geometric Algebra in Circuits with Nonsinusoidal Sources and Linear Loads”?)

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Castro-Nunez, M. Castro-Puche, R., The IEEE Standard 1459, the CPC Power Theory, and Geometric Algebra in Circuits with Nonsinusoidal Sources and Linear Loads, IEEE Trans. on Circuits and Syst.-I, Vol. 59, No. 12, pp. 2980-2990, 2012.
[2] Castro-Nunez, M. Castro-Puche, R., Advantages of Geometric Algebra Over Complex Numbers in the Analysis of Linear Networks with Nonsinusoidal Sources and Linear Loads, IEEE Trans. on Circ. and Syst.-I, Vol. 59, No. 12, pp. 2056-2064, 2012.
[3] Steinmetz, Ch.P., Does phase displacement occur in the current of electric arcs? (In German), ETZ, 587, 1892.
[4] Budeanu, C.I., Puissances reactives et fictives, Institut Romain de l'Energie, Bucharest, 1927.
[5] Fryze, S., Active, reactive and apparent power in circuits with nonsinusoidal voltages and currents (in Polish), Przegląd Elektrotechniczny, z. 7, pp. 193-203, z. 8, pp. 225-234, 1931, z. 22, pp. 673-676, 1932.
[6] Czarnecki, L.S., Minimization of distortion power of nonsinusoidal source applied to linear loads, Proc. IEE, Vol. 128, Pt. C, No. 4, pp. 208-210, 1981.
[7] Czarnecki, L.S., Considerations on the reactive power in nonsinusoidal situations, IEEE Trans. on Instr. and Meas., Vol. IM- 34, No. 3, pp. 399-404, 1984.
[8] Shepherd, W., Zakikhani, P., Suggested definition of reactive power for nonsinusoidal systems, Proc. IEE, vol. 119, No. 9, pp. 1361-1362, 1972.
[9] Czarnecki, L.S., Minimization of reactive power in nonsinusoidal situation, IEEE Trans. on IM, Vol. IM-36, No. 1, pp. 18-22, 1987.
[10] Czarnecki, L.S., Reactive and unbalanced currents compensation in three-phase circuits under nonsinusoidal conditions, IEEE Trans. IM, IM-38, No. 3, pp. 754-459, 1989.
[11] Kusters, N.L., Moore, W.J.M., On the definition of reactive power under nonsinusoidal conditions, IEEE Trans. Power Appl. Sys-tems, Vol. PAS-99, No. 3, pp. 1845-1854, 1980.
[12] Czarnecki, L.S., Orthogonal decomposition of the current in a three-phase nonlinear asymmetrical circuit with nonsinusoidal voltage, IEEE Trans. IM., Vol. IM-37, No. 1, pp. 30-34, 1988.
[13] Czarnecki, L.S., Swietlicki, T., Powers in nonsinusoidal networks, their analysis, interpretation and measurement”, IEEE Trans. Instr. Meas., Vol. IM-39, No. 2, pp. 340-344, 1990.
[14] Czarnecki, L.S., Scattered and reactive current, voltage, and power in circuits with nonsinusoidal waveforms and their compensation, IEEE Trans. on Instr. Meas., Vol. 40, No. 3, pp. 563- 567, 1991.
[15] Depenbrock, M., The FDB-method, a generalized tool for analy-zing power relations”, IEEE Trans. on PD, Vol. 8, No. 2, pp. 381-387, 1993.
[16] Depenbrock, M., Staudt, V., The FDB-Method as a tool for com-pensating total non-active currents, Proc. of the 8th Int. Conf. on Harmonics and Power Quality (ICHPQ), Athens, pp. 320-324, 1998.
[17] Tenti, P., Mattavelli, P., A time-domain approach to power terms definitions under nonsinusoidal conditions, 6th Int. Workshop on Power Definitions under Nonsinusoidal Cond., Milano, Italy, 2003.
[18] Balabanian, N., Network Synthesis, Prantice-Hall Englewood Cliffs, New York, 1958.
[19] Czarnecki, L.S., The number of different one-ports with the same reactance function, Scientific Letters ELEKTRYKA, No. 35, pp. 99-104, Gliwice, Poland, 1972.
[20] Czarnecki, L.S., Currents’ Physical Components (CPC) – based Power Theory. A Review, Part I: Power Properties of Electrical Circuits and Systems, Przegląd Elektrotechniczny, R. 95, Nr. 95, pp. 1-11, Nr. 10/2019.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2020-7 , nr katalogowy 126967 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2020-7 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2020-7

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma